Má povrchová úprava vplyv na uťahovacie vlastnostiskrutky? áno. Aby sa znížila chyba rozptylu koeficientu krútiaceho momentu skrutky a zlepšila sa odolnosť proti korózii, upevňovacie prvky sa zvyčajne podrobujú povrchovej úprave. Rôzne povrchové úpravy však majú významný vplyv na koeficient trenia závitových spojovacích prvkov, čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje vlastnosti uťahovania skrutiek. V nasledujúcom texte sa analyzuje vplyv povrchovej úpravy na vlastnosti uťahovania skrutiek, pričom sa kombinujú príslušné znalosti o spojovacích prvkoch.
I. Teoretická analýza vplyvu súčiniteľa trenia na súčiniteľ krútiaceho momentu skrutky
1. Uťahovací moment skrutkového spojenia
1.1 Trenie v špirálových pároch trojuholníkových skrutiek
Trenie v pohyblivých pároch možno podľa tvaru styčnej plochy rozdeliť na trenie v rovine, trenie v naklonenej rovine a trenie v drážke. Na zjednodušenie výpočtu trecej sily v pohyblivých pároch, bez ohľadu na geometrický tvar dvoch prvkov kinematického páru pohyblivého páru, možno styk dvoch komponentov s rôznymi geometrickými tvarmi považovať za pohybujúci sa pár v kontakte pozdĺž jednej roviny (ako je znázornené na obrázku 1) a vzorec na výpočet jeho trecej sily možno jednotne vyjadriť ako vzorec (1):
Trenie drážky: Dvojica rotujúcich trojuholníkových závitov môže aproximovať pohyb matice na skrutke ako pohyb klinového- posúvača na naklonenej ploche drážky, čo je kombinácia trenia v drážke a trenia v naklonenej rovine. V tomto čase sa uhol drážky rovná 90 stupňom - (ako je znázornené na obrázku 2).
1.2 Uťahovací moment skrutiek
Celkový krútiaci moment potrebný počas procesu uťahovania skrutiek pozostáva z dvoch častí: uťahovacieho momentu na prekonanie trenia páru závitov a trecieho momentu medzi hlavou skrutky alebo maticou a nosnou plochou.
2. Koeficient krútiaceho momentu skrutkového spojenia
Celkový krútiaci moment skrutky je rozdelený na tri časti, a to spotreba trenia na povrchu podpery skrutky, spotreba trenia závitu a spotreba predpätia (ako je znázornené na obrázku 3).
Z tabuľky 1 je zrejmé, že počas procesu uťahovania predstavuje energia spotrebovaná trením na povrchu podpery skrutky asi 50 %, spotreba trenia závitu asi 40 % a spotreba práce predpätia asi 10 %. Pri rovnakom uťahovacom momente, keď sa koeficient trenia zmení o 0,05, je rozsah variácie predpätia až 43,1 %. To znamená, že ak existujú malé rozdiely v povrchovej úprave skrutiek, za predpokladu, že koeficient trenia sa zvýši o 0,05, axiálne predpätie je len 57% pôvodného, čo prinesie veľké potenciálne bezpečnostné riziká pre spoľahlivosť skrutkových spojov. Preto je potrebné venovať plnú pozornosť výskumu koeficientu trenia párov závitov.
II. Analýza vplyvu povrchovej úpravy na súčiniteľ krútiaceho momentu
Prostredníctvom multifunkčného systému analýzy upevnenia skrutiek je možné merať upínaciu silu, celkový krútiaci moment a krútiaci moment na páre závitov počas procesu uťahovania skrutiek, čo môže presne a v reálnom čase odrážať vzťah medzi zvieracou silou a krútiacim momentom a súčasne merať koeficient treniaskrutkový závita oporný povrch hlavy skrutky. Analýza údajov ukazuje, že hrúbka galvanizovanej vrstvy má malý vplyv na koeficient trenia hlavy skrutky, ale má významný vplyv na koeficient trenia závitu, ktorý má v konečnom dôsledku tiež významný vplyv na koeficient krútiaceho momentu.
III. Vplyv povrchovej úpravy na prípustnú pevnosť skrutiek
Závitové spojovacie prvky sú počas uťahovania vystavené kombinovanému torznému{0}}ťahu. Podľa tretej teórie pevnosti možno prípustné ekvivalentné napätie závitových spojovacích prvkov získať pomocou vzorca (9):
Po utiahnutí závitových spojovacích prvkov sa celkový krútiaci moment rozdelí na tri časti: spotreba trenia na ploche podpery skrutky, spotreba trenia závitu a spotreba predpätia. Spomedzi nich spotreba trenia na opornom povrchu skrutky a spotreba trenia závitu spôsobia, že tyčová časť upevňovacieho prvku so závitom bude niesť torzné šmykové napätie a spotreba predpätia spôsobí, že tyčová časť upevňovacieho prvku so závitom bude generovať skutočné ťahové napätie. Ekvivalentné ťahové napätie, ktoré skrutka znesie, je pevné a nesmie prekročiť medzu klzu skrutky. Preto sa znižuje torzné šmykové napätie, ktoré znáša tyčová časťzávitový uzávermôže zvýšiť ťahové napätie generované skutočným predpätím, to znamená, že znížením spotreby trenia na opornom povrchu skrutiek a spotreby trenia závitu sa krútiaci moment čo najviac premení na predpätie.
Analýza koeficientu trenia ukazuje, že skrutky s malým koeficientom trenia môžu dosiahnuť väčšie axiálne predpätie použitím malého krútiaceho momentu, čo má veľký význam pre úsporu energie a zlepšenie prevádzkovej účinnosti skrutiek.
IV. Faktory ovplyvňujúce charakteristiky uťahovania skrutiek
(1) Analýza ukazuje, že koeficient trenia má významný vplyv na distribúciu energie v spotrebe trenia povrchu podpery skrutky, spotrebe trenia závitu a spotrebe práce predpätia počas procesu uťahovania. Malá zmena koeficientu trenia spôsobí veľké kolísanie predpätia.
(2) Prostredníctvom experimentálnej analýzy vzťahu medzi rôznymi povrchovými úpravami a koeficientom trenia závitových spojovacích prvkov, ako aj krútiacim{1}}predpätím, sa získajú pravidlá vplyvu hrúbky galvanizovanej vrstvy a rôznych chromátových úprav na koeficient trenia a koeficient krútiaceho momentu: čím väčšia je hrúbka povlaku, tým vyšší je koeficient trenia; koeficient trenia skrutiek ošetrených chrómanom C2C je oveľa väčší ako koeficient trenia svorníkov ošetrených chrómom C2D.
(3) V porovnaní so skrutkami ošetrenými chrómanom C2C môže použitie skrutiek ošetrených chrómom C2D znížiť treciu spotrebu krútiaceho momentu na povrchu a závite skrutiek a získať väčšie axiálne predpätie, čo má veľký význam pre úsporu spotreby energie a zlepšenie prevádzkovej účinnosti skrutiek.
