Menu

رو‌ش‌های کاهش تنش در اتصال دهنده‌ها یا پیچ و مهره‌ها

هنگامی که انواع اتصال دهنده‌ها (پیچ و مهره‌ها) به مدت طولانی در معرض تنش‌هایی زیر مقاومت استاندارد و مشخصه مصالح قرار می‌گیرند؛ یک تغییر شکل دائمی روی آن‌ها به نام خزش رخ می‌دهد. در واقع به بیان ساده‌تر، انواع اتصال دهنده‌ها با قرارگیری در محیط‌هایی با تنش بالا دچار خزش می‌شوند. از طرفی در کاربری‌هایی که در معرض درجه حرارت بالا قرار دارند؛ این موضوع جدی‌تر هم است. 

خزش زمانی رخ می‌دهد که ساختار مواد تشکیل دهنده سازه از حالت الاستیک به شکل پلاستیک در طی یک دوره زمانی طولانی تغییر یابد و در آن، طول درگیر پیچ با قطعه تغییر نمی‌کند که باعث می‌شود؛ تشخیص آن سخت‌تر شود. یک روش کاربردی برای اندازه گیری میزان کاهش نیروی پیش تنیدگی، این است که طول پیچ را پس از یک دوره بهره برداری، اندازه گیری کرده و طول آن را بلافاصله با پس از سفت کردن آن مقایسه کنید.

روش‌های کاهش احتمال خزش در پیچ و مهره‌ها

نکته اصلی برای جلوگیری از وقوع خزش، طراحی مناسب انواع پیچ و مهره است که به دلیل افزایش تقاضا در بسیاری از اتصالات پیچی و افزایش استفاده از مصالح سبک وزن در سال‌های اخیر از اهمیت بالایی برخوردار شده است. این امر مهم است که نه تنها به ظرفیت کششی پیچ‌ها توجه کنید؛ بلکه پارامترهای مهم دیگری از قبیل الاستیسیته و سختی را نیز در نظر بگیرید.

طراحی صحیح مفاصل، نکته کلیدی برای دستیابی به یک اتصال اصطکاکی با مقاومت بالا با میزان نیروی پیش تنیدگی بالا و در نتیجه مقاومت بالا در برابر لغزش در تمام طول عمر پیچ و مهره است. تاکنون تمرکز مهندسان طراح روی خرابی بر اثر شکست پیچ بوده است. اما امروزه، مکانیسم‌های خرابی دیگر با افزایش کارایی و کاهش وزن مفاصل، اهمیت بیشتری پیدا کرده‌اند. مکانیسم‌های خزش ناشی از پیش تنیدگی و شل شدگی ناگهانی در طرح‌های سبک بسیار متداول است.

طراحی اتصال دهنده‌ها بر اساس پیش تنیدگی

بسته به نوع پیچ و کاربرد آن و همچنین کاهش نیروی پیش تنیدگی، به طور کلی گزینه‌های مختلفی برای طراحی اتصال دهنده‌های پیچی بهینه وجود دارند.

  • در مواردی که بار حرارتی وجود دارد؛ می‌توان با انتخاب مصالح با ضریب انبساط حرارتی برابر، اتصال دهنده‌ها را بهینه سازی کرد.
  • برای به حداقل رساندن نشست و حفظ نیروی پیش تنیدگی در حین بهره برداری، می‌توانید میزان زبری و اصطکاک بین سطوح تماس را کاهش دهید.
  • اقداماتی مانند ایجاد سوراخ‌های ریز یا سطوح دندانه‌دار می‌تواند به حداقل رساندن جابجایی نسبی کمک کند.

به طور کلی، یک اتصال پیچ و مهره‌ای خوب از نوع الاستیک و قطعات گیره‌ای بسیار سفت ساخته شده است و روش‌های مختلفی برای دستیابی به این هدف وجود دارد. یکی از روش‌های بهبود پیچ ​​به صورت الاستیک، افزایش طول گیره است. اما اگر یک فلنج دارید که امکان افزایش طول گیره در آن وجود ندارد؛ می‌توانید از طراحی با استفاده از پیچ‌های بیشتر اما با طول کمتر استفاده کنید. بنابراین به جای استفاده از پنج پیچ، می‌توانید از ده پیچ کوچک‌تر استفاده کنید که باعث ایجاد یک اتصال الاستیک‌تر می‌شود.

به طور کلی، دستیابی به اتصالات پیچی بهینه شامل در نظر گرفتن متغیرها و گزینه‌های طراحی مختلف است.

واژه پیش بارگذاری به چه معناست؟

این اصطلاح، معانی زیادی در علم مهندسی دارد. یکی از آن‌ها به معنای تنش در بار است که هنگام محکم کردن پیچ در ابتدا به آن، اعمال می‌شود. با محکم کردن پیچ، اجزای بین پیچ و مهره فشرده می‌شوند؛ بنابراین بار به اصطلاح درگیر آن را تا پایان روند افزایش می‌دهند که به آن پیش بارگذاری می‌گوسند.

تست یونکر

تحقیقات در مورد دلایل شل شدگی پیچ‌ها، تقریباً 60 سال است که به صورت جدی ادامه دارد؛ با این حال، همچنان محقق پیشگام در این عرصه مهندس آلمانی، گرهارد یونکر در دهه 1960 بود که اساس روش‌ها و تئوری‌های جدید برای پیشگیری از شل شدگی پیچ‌ها را بنا کرده است.

روش آزمایش او، برای تعیین این که یک پیچ هنگام قرار گرفتن در معرض لرزش و یا چرخش در چه مرحله‌ای، شروع به شل شدن می‌کند؛ همچنان تحت عنوان تست یونکر شناخته می‌شود و به عنوان یک استاندارد بین المللی مانند DIN 65151 و ISO 16130 پذیرفته شده است. تست یونکر به عنوان شدیدترین تست لرزش برای اتصالات پیچی شناخته می‌شود.

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest