Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ mỏi của bu lông và các biện pháp để cải thiện chúng
- Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ mệt mỏi của bu lông là gì?
Biên độ ứng suất là yếu tố lõi . Khi biên độ ứng suất tăng thêm 10MPa, tuổi thọ mỏi có thể được rút ngắn 30%~ 40%. Biên độ ứng suất của các bu lông đường sắt nặng có đáng kể Tác động . Khi RA tăng từ 1 . 6μm lên 6 . 3μm, tuổi thọ mỏi giảm 20%~ 30%. Bề mặt bu lông cần được cuộn để giảm độ nhám xuống RA nhỏ hơn hoặc bằng 0,8μm, hình thành ứng suất nén dư và cải thiện khả năng chống mỏi. Nếu bán kính fillet của rễ chủ đề quá nhỏ (<0.3mm), the stress concentration factor will increase to 2.0~2.5, and the fatigue life will be shortened by 50%~60%. The fillet radius needs to be increased to ≥0.5mm, and the requirements for high-speed railway bolts are more stringent (≥0.8mm). Insufficient material purity and non-metallic inclusions (diameter > 50μm) will become the source of fatigue cracks, reducing fatigue life by 15%~20%. High-quality steel (such as 40CrNiMoA) should be selected to control the inclusion content.
- Ảnh hưởng của tải trước đến tuổi thọ mệt mỏi của bu lông là gì?
Không đủ tải trước (<70% of the design value) will cause the bolt to bear additional lateral force, increase stress amplitude by 20%~30%, and shorten fatigue life by 40%~50%. The preload of ordinary railway bolts must be ≥80% of the design value, and ≥90% for high-speed railways. Excessive preload (>110%giá trị thiết kế) sẽ làm tăng nguy cơ năng suất bu lông . sau 1 triệu chu kỳ, suy giảm tải trước đạt 25%~ 30%, sẽ gây ra biến dạng dẻo của luồng và giảm tốc độ 7%{{7 ± 10%sẽ khiến tuổi thọ mệt mỏi của cùng một lô bu lông khác nhau 30%~ 40%. Một cờ lê mô -men xoắn là cần thiết cho điều khiển chính xác . và kéo dài tuổi thọ mỏi 20%~ 30%. Đây là "hiệu ứng tăng cường tải trước" và chiến lược này thường được sử dụng cho các bu lông đường sắt hạng nặng .}}}}}}}}}}}}}}
- Ảnh hưởng của điều trị bề mặt bu lông đối với cuộc sống mệt mỏi là gì?
Carburizing treatment can make the surface hardness of the bolt reach HRC55~60, form residual compressive stress (-200~-300MPa), and extend the fatigue life by 50%~60%. However, excessive carburizing layer thickness (>0 . 5mm) sẽ tăng độ giòn và dễ dàng bị vỡ trong môi trường nhiệt độ thấp . độ dày cần được kiểm soát ở 0 . 2 ~ 0. 4mm Bu lông . Vì lớp kẽm có thể tạo ra các microcracks, một quá trình mạ kẽm không có hydro là cần thiết để giảm nguy cơ hydro tản ra . bu lông ở các khu vực ven biển phải được mạ kẽ 30%~ 40%. Đường kính đạn là 0 . 2 ~ 0,3mm và cường độ là 0,2 ~ 0,3mma (phần thử nghiệm almen). Bu lông đường sắt thông thường có thể được xử lý theo cách này. Phốt phát có thể cải thiện bôi trơn sợi chỉ, giảm thiệt hại bề mặt trong quá trình lắp đặt và gián tiếp tăng tuổi thọ mỏi 10%~ 15%. Độ dày của màng phốt phát là 5 ~ 10μm và cần bao phủ đều bề mặt ren.
- Làm thế nào để phát hiện hiệu suất mệt mỏi của bu lông?
Thử nghiệm mệt mỏi xoay vòng là một phương pháp tiêu chuẩn . Mẫu vật bu lông phải chịu ứng suất xen kẽ (tỷ lệ ứng suất r =0.1) trên máy kiểm tra mệt mỏi và số lượng đã được ghi lại Không đủ tiêu chuẩn . Kiểm tra độ mỏi kéo trục mô phỏng trạng thái ứng suất thực tế, áp dụng tải xen kẽ trục (tỷ lệ ứng suất r =0.5) và đo giới hạn mệt mỏi . Đối với đường sắt hạng nặng . phát hiện lỗ hổng siêu âm phát hiện các khiếm khuyết bên trong . nếu các vùi hoặc vết nứt có đường kính ＞ 0 . Thống kê theo dõi tại chỗ được thực hiện để ghi lại tuổi thọ dịch vụ thực tế của các bu lông và so sánh chúng với tuổi thọ thiết kế . Nếu tuổi thọ trung bình dưới 80% giá trị thiết kế, lý do cần được phân tích và quy trình sản xuất cần được cải thiện.
- Các biện pháp cụ thể để cải thiện tuổi thọ mỏi của bu lông là gì?
Tối ưu hóa thiết kế ren, sử dụng gốc fillet lớn (bán kính lớn hơn hoặc bằng 0 . 5 mm) và một sợi mịn (cao 2 mm), giảm nồng độ ứng suất và tăng tuổi thọ mỏi 20%~ 30%. RA nhỏ hơn hoặc bằng 0 . 4μm và ứng suất nén dư được hình thành cùng một lúc, tuổi thọ mỏi được kéo dài 50%~ 60%, chi phí tăng 10%~ 15% nhỏ hơn hoặc bằng 5%và tuổi thọ mỏi được tăng 15%~ 20%so với cờ lê thông thường . nó phải được sử dụng trong các phần chính của đường sắt hạng nặng . độ bền cao của thép. Với quá trình xử lý nhiệt nghiêm ngặt, tuổi thọ mỏi của các bu lông có thể đạt tới hơn 3 triệu lần, đáp ứng các yêu cầu sử dụng lâu dài của đường sắt tốc độ cao.