Болты являются типичными деталями с множеством сколов, на усталостные свойства которых заметно влияют различные факторы, такие как конструкция, размер, материал и технология изготовления болтов. Устойчивость к усталости, как правило, значительно ниже, чем в местах разреза из того же материала. Слабые места, влияющие на усталостные свойства болта, кроме резьбы, также имеют переход между резьбой и стержнем и переходный закругленный угол между головкой болта и стержнем. В этих местах также наблюдается высокая концентрация напряжений из-за внезапных изменений в сечении. Здесь мы перечисляем 10 факторов, влияющих на усталостные характеристики болтов: 1. Качество поверхности резьбы

Шероховатость поверхности резьбы сильно влияет на усталостный ресурс болта. При снижении шероховатости с 0,08-0,16 до 0,63-1,35 при резьбе стального болта M6-1.040CrNiMo, прочность на усталость снижается на 33%; При 0,16-0,32 усталость снижается на 21%.
    2. The influence of thread rolling process

    Прокатка резьбы создает деформированный усиленный слой и высокое остаточное напряжение сжатия, что в значительной степени препятствует возникновению и раннему расширению усталостных трещин; В то же время уменьшается шероховатость поверхности долины, что способствует повышению усталостной прочности болтов. Улучшение. Но если после прокатки проводов проводить термическую обработку, вышеперечисленные преимущества исчезнут. Поэтому с точки зрения повышения усталостных свойств болтов резьбу после термообработки следует прокатить. Но в это время есть еще одна проблема, связанная с тем, что болты, особенно высокопрочные, обычно имеют более высокую твердость после термообработки, что снижает срок службы прокатных форм. Кроме того, если качество прокатки резьбы недостаточно хорошее, а на поверхности или корнях резьбы появляются микротрещины или отслаивания, похожие на усталость от контакта, эффект от улучшения усталостных свойств болта неочевиден, а то и снижается.

3. Расстояние между торцом гайки и резьбой

Испытания показали, что чем ближе поверхность гайки к положению резьбы, тем раньше болт выйдет из строя. Это связано с тем, что положение резьбы болта, как правило, является самой грубой частью процесса прокатки, где присутствует большая концентрация напряжений. Напряжение на первой резьбе пары болтов наиболее сконцентрировано, что приводит к снижению усталости при приближении первой резьбы к месту проходки. Таким образом, расстояние между первой пряжкой пары болтов и местом прохода более 2 пряжек устранит эту скрытую опасность. IV. Форма и размеры резьбы
    При усилии болта в долине резьбы создается концентрация напряжения, размер которого в значительной степени зависит от формы долины. Изменение формы долины, например, чем более гладкая канавка для резьбы, тем меньше концентрация напряжения и тем выше прочность на усталость. Как правило, резьба с плоским днищем имеет наименьшую прочность на усталость. Если вместо долины с плоским дном использовать круглую долину, то можно повысить усталостную прочность болта. Размеры болтов также влияют на усталостные свойства, чем больше диаметр, тем ниже усталостная прочность; То же касается и болтовой резьбы.

5. Трещина на дне винтовой головки

Трещины усталости обычно начинаются в нижней части резьбы, но также часто начинаются в нижней части винтовой головки. Зарождение трещины в нижней части болта обычно вызвано неправильной конструкцией диаметра переходной дуги болта (неправильный диаметр переходной дуги вызывает концентрацию напряжения) или установкой болта на наклонной опоре. Небольшой угол между головкой болта и кронштейном (под которым также можно понимать торцевую поверхность гайки), например, 2 градуса, может оказать неизмеримое негативное влияние на усталостную прочность.

6. распределение напряжений
Напряжения на гайках распределены неравномерно, и большую нагрузку фактически несут первые кнопки. В результате возникает большое количество усталости болтовой пары в первом и втором застежках головки гайки. Таким образом, мы видим, что усовершенствование кнопок, позволяющих равномерно распределить напряжение в паре болтов, увеличит усталость.

VII. Металлургический дефект стали

Некоторые болты не обработаны после холодной высадки или вытяжки, поэтому поверхностные дефекты сырья остаются на поверхности готового изделия.
Сильно обезуглероженный слой на поверхности болта является слабым участком на нем. В процессе прокатки резьбы после холодной высадки большая часть обезуглероженного слоя будет сдавливаться в верхнюю область резьбы из-за большой деформации поверхности стали. Этот обезуглероженный слой имеет низкую прочность и твердость, поэтому он очень подвержен износу и срыву (резьба срезается) выхода из строя, очень легко может стать источником усталостных трещин, вызывая раннюю усталость выхода из строя.

8.Улучшить распределение напряжений на болтовой паре резьбы

Улучшить распределение напряжения между резьбами болтовой пары, можно увеличить усталостный срок службы болтовой пары; Исследования показали, что изменить физический облик гаек можно и для этой цели. Прорезь на торце, где гайка соприкасается с захватом, увеличивает усталостный срок службы на 25%. Особенно это усовершенствование подходит для болтов больших размеров. Конечно, есть и другие способы сделать распределение напряжений в комбинации болт-гайка более равномерным, такие как: замена материала гайки на другой, чтобы ее модуль упругости отличался от болта; Например: сделать резьбу болта и гайки с разным шагом; В качестве альтернативы используйте острые потоки.

IX. Крепление болтов до проектного предварительного натяжения

Во многих случаях одним из наиболее эффективных средств повышения усталостного ресурса болтовой пары является затяжка болта до расчетного преднатяга. Как правило, один болт, закрепленный на месте, выдерживает только 5% (или даже меньше) динамических нагрузок. Так, крепящиеся на место пары болтов очень устойчивы к усталостным нагрузкам. Это связано с тем, что переменная нагрузка, действующая на болт, невелика, поэтому переменное напряжение, создаваемое внутри болта, также невелико, обычно намного ниже предела, который может выдержать болт. При усталостном разрушении 9 из 10 причин связаны с тем, что преднатяг болта не достигает проектного значения, в результате чего болт подвергается напряжению изгибающего момента, что приводит к раннему разрушению.