Co powoduje uszkodzenie nici?

W produkcji może dochodzić do uszkodzeń gwintów. Dziś omówimy ten temat. Podsumowaliśmy najczęstsze przyczyny uszkodzeń gwintów w następujących aspektach. Zastanawiamy się, czy spotkaliście się z podobnymi sytuacjami w swojej pracy?

I. Czynniki naprężeń mechanicznych

1. Przeciągnięcie

   • Nadmierny moment obrotowy: Jeśli moment dokręcania przekracza limit nośności konstrukcji gwintu, może to spowodować deformację lub pęknięcie gwintu. Na przykład używanie narzędzi pneumatycznych bez ustawień limitu momentu obrotowego lub przykładanie nadmiernej siły podczas ręcznego dokręcania.

   • Koncentracja siły osiowej: Na końcu gwintu (np. "konkretna lokalizacja" wspomniana przez klienta), jeśli podczas montażu występuje niewspółosiowość lub mimośrodowość, może to prowadzić do lokalnej koncentracji naprężeń, powodując wykruszanie lub zerwanie gwintu.

2. Problemy z dopasowaniem gwintu

   • Niewystarczający luz: Jeśli profile gwintów nakrętki i śruby nie pasują do siebie (np. zbyt ciasna tolerancja), zwiększone tarcie podczas dokręcania może łatwo prowadzić do zużycia lub zatarcia gwintu.

   • Nieprawidłowy kształt gwintu: Odchylenia kąta gwintu (standard to 60°) mogą zmniejszyć powierzchnię styku i spowodować koncentrację naprężeń.

3. Niewystarczająca wytrzymałość materiału

   • Słaby materiał śruby/nakrętki: Jeśli materiał ma niską twardość (np. stal niskowęglowa bez obróbki cieplnej), jest podatny na zużycie podczas wielokrotnego dokręcania. Lub, jeśli materiał jest wysoce kruchy (np. żeliwo), może pęknąć z powodu koncentracji naprężeń.

   • Wady obróbki powierzchniowej: Zbyt gruba warstwa galwaniczna lub łuszcząca się powłoka może wpływać na dokładność dopasowania gwintu.

II. Problemy z procesem montażu

1. Niewłaściwa obsługa

   • Niesekwencyjne dokręcanie: Dokręcanie nakrętek w wzór krzyżowy może prowadzić do nierównomiernego rozkładu obciążenia i lokalnego przeciążenia gwintu.

   • Ponowne użycie uszkodzonych gwintów: Dalsze używanie już uszkodzonych gwintów (np. zerwanych) pogarsza zużycie.

2. Problemy z narzędziami

   • Zużycie narzędzi: Zużyte klucze, nasadki itp. mogą powodować przesunięcie punktu przykładania siły, zwiększając siły boczne na gwintach.

   • Dokręcanie udarowe: Użycie klucza udarowego może spowodować natychmiastowe przeciążenie, uszkadzając gwinty.

3. Niewystarczające smarowanie

   • Tarcie na sucho znacznie zwiększa moment dokręcania, prowadząc do przegrzania lub zużycia gwintu. Jest to szczególnie zauważalne w materiałach o silnych tendencjach do samozaciskania, takich jak stal nierdzewna.

III. Wady konstrukcyjne

1. Niewystarczająca długość gwintu

   • Jeśli długość zazębienia gwintu jest zbyt krótka (np. mniej niż 1,5-krotność średnicy), zmniejsza się nośność, co sprawia, że gwinty są podatne na uszkodzenia na końcu.

2. Brak elementów odciążających naprężenia

   • Brak zaprojektowania rowka odciążającego gwint lub fazy może powodować koncentrację naprężeń na początku gwintu.

3. Słaba adaptacja do środowiska

   • W środowiskach o wysokiej temperaturze, korozyjnych lub wibracyjnych, jeśli nie zostaną wybrane materiały odporne na warunki atmosferyczne (np. stal nierdzewna, stal ocynkowana), gwinty mogą ulec uszkodzeniu z powodu pełzania lub korozji.

IV. Potencjalne skutki scenariuszy użytkowania przez klienta

1. Częsty montaż/demontaż

   • Jeśli klient wielokrotnie montuje i demontuje tę samą parę gwintowaną, zmęczenie metalu może prowadzić do kruchości lub zużycia gwintu.

2. Zanieczyszczenie ciałami obcymi

   • Jeśli ciała obce, takie jak piasek lub wióry metalowe, dostaną się do gwintów, mogą porysować boki gwintu podczas dokręcania.

3. Obciążenia wibracyjne

   • Jeśli podczas pracy urządzenia występują wibracje, gwinty mogą ulec uszkodzeniu z powodu cyklu luzowania i ponownego dokręcania (np. zjawisko samoczynnego luzowania).

Sugestie dotyczące rozwiązań

1. Sprawdź moment dokręcania: Użyj klucza dynamometrycznego do dokręcania zgodnie ze standardowymi wartościami (np. ISO 898-1), aby uniknąć przeciążenia.

2. Sprawdź dopasowanie gwintu: Użyj przymiarów gwintów, aby sprawdzić, czy skok i kąt gwintu są zgodne ze standardami (np. M6*1.0).

3. Używaj materiałów o wyższej wytrzymałości: Wybierz śruby klasy 8.8 lub wyższej, z nakrętkami o dopasowanej twardości.

4. Zoptymalizuj proces montażu: Zastosuj sekwencję dokręcania krzyżowego i nałóż smar (np. dwusiarczek molibdenu).

5. Zwiększ długość gwintu: Upewnij się, że długość zazębienia ≥ 1,5-krotności średnicy i uwzględnij rowek odciążający gwint w projekcie.

6. Ochrona środowiska: Używaj elementów ocynkowanych lub ze stali nierdzewnej w środowiskach korozyjnych i instaluj podkładki zabezpieczające w aplikacjach wibracyjnych.

Analiza przypadku

Jeśli uszkodzenie nastąpi podczas ostatnich obrotów dokręcania, możliwe przyczyny to:

• Koncentracja naprężeń na końcu: Niewystarczająca efektywna długość gwintu, powodująca, że ostatni gwint przenosi pełną siłę osiową.

• Niewspółosiowość siły narzędzia: Odchylenie kątowe klucza podczas ostatniego etapu dokręcania, generujące siły boczne.

• Lokalna wada materiału: Wtrącenia lub nierównomierna twardość na końcu śruby.

• Zaleca się, aby klient dostarczył fizyczne zdjęcia lub próbki uszkodzonych gwintów. Dalsza analiza charakterystyki zużycia (np. wytłaczanie, rozrywanie lub korozja) może pomóc w ustaleniu dokładnej przyczyny.