O design de parafusos de aço estrutural de liga , incluindo fatores como geometria de roscas e acabamento da superfície, desempenha um papel crucial na determinação de sua força, desempenho e durabilidade gerais em aplicações estruturais. Veja como esses aspectos de design influenciam a força dos parafusos:
1. Geometria de thread:
Pitada e profundidade da rosca: o passo (distância entre roscas) e profundidade das roscas afetam diretamente a distribuição de carga e a força do parafuso. As roscas mais finas (com um passo menor) tendem a ter uma capacidade de carga mais alta, porque a área de superfície menor permite que mais roscas se envolvam, melhorando a distribuição da tensão ao longo do parafuso. No entanto, roscas mais grossas (com um passo maior) podem ser melhores para instalação rápida e fácil, mas podem não distribuir o estresse com a mesma eficácia que roscas mais finas, potencialmente afetando a força do parafuso sob carga.
Perfil da linha: a geometria do perfil do encadeamento, seja um design nítido ou arredondado, também influencia a concentração de tensão nas raízes dos threads. Um perfil de rosca nítida pode causar maior concentração de tensão, o que pode levar à falha de fadiga sob cargas cíclicas. Os perfis de rosca arredondados, por outro lado, ajudam a reduzir essas concentrações de tensão, melhorando a força da fadiga e a durabilidade geral do parafuso.
Comprimento do engajamento da rosca: o comprimento do engajamento da rosca no componente de acasalamento (por exemplo, uma porca ou orifício bateu) afeta a resistência ao cisalhamento e a resistência à tração do parafuso. O engajamento mais longo da rosca fornece mais área para a distribuição de força, aumentando a força e a resistência geral do parafusos ao afrouxamento ou remoção, principalmente em aplicações de alta carga.
2. Acabamento de superfície:
A rugosidade da superfície: a rugosidade ou suavidade da superfície do parafuso pode influenciar sua resistência à fadiga e propriedades de atrito. Um acabamento superficial liso reduz o atrito durante a instalação, facilitando o aperto do parafuso e atinge a tensão desejada. Além disso, uma superfície mais suave pode ajudar a reduzir a formação de concentradores de tensão, que são áreas do parafuso onde é mais provável que o estresse leve à falha, principalmente sob carga cíclica.
Dduade da superfície: a dureza da superfície do parafuso desempenha um papel significativo em sua resistência ao desgaste e capacidade de resistir à deformação sob carga. Uma superfície endurecida pode aumentar significativamente a força do parafuso, especialmente em ambientes de alta estresse. Ajuda a impedir que a superfície seja facilmente deformada, o que pode levar à falha, especialmente em aplicações sujeitas a forças ou vibrações pesadas.
Revestimentos e revestimento: A aplicação de revestimentos de proteção (como galvanização, revestimento de zinco ou fosfatação) pode melhorar a resistência do parafuso à corrosão, o que pode enfraquecer o parafuso ao longo do tempo e afetar sua força. Os revestimentos também fornecem uma superfície mais suave, melhorando as características de atrito do parafuso durante o aperto. No entanto, certos revestimentos podem alterar ligeiramente as dimensões ou introduzir um coeficiente de atrito que afeta a distribuição de carga e o torque de aperto.
Passivação ou peening de tiro: processos como passivação (para remover camadas de óxido) ou peening de tiro (para introduzir tensões compressivas na superfície) podem melhorar significativamente a força da fadiga do parafuso. O peening de tiro, por exemplo, fortalece o parafuso, compactando a superfície e reduzindo o risco de iniciação de trincas, o que aumenta sua durabilidade geral em cargas dinâmicas.
3. FIXA DE TRANSELHOS E TOLERANÇÃO:
Ajuste entre o parafuso e a porca ou o orifício: o ajuste preciso entre as roscas dos parafusos e a porca de acasalamento ou o orifício tocada afeta a resistência à tração e a capacidade de suporte de carga do fixador. As tolerâncias apertadas garantem um ajuste melhor, reduzindo qualquer jogo entre o parafuso e a porca ou o orifício, o que pode levar à concentração de tensão e eventual falha sob carga. Os ajustes soltos podem levar a conexões mais fracas e reduzir a força total da articulação aparafusada.
4. Comprimento e diâmetro do parafusos:
Diâmetro: O diâmetro do parafuso está diretamente relacionado à sua resistência à tração. Um parafuso de diâmetro maior pode lidar com cargas mais altas sem quebrar ou deformar. Isso ocorre porque uma área transversal maior aumenta a capacidade de carga do parafuso. No entanto, o aumento do diâmetro também exige tolerâncias mais precisas de fabricação para manter alta resistência e impedir possíveis fraquezas, especialmente nas porções roscadas.
Comprimento: O comprimento do parafuso também contribui para sua força. Os parafusos mais longos fornecem mais área de superfície para o envolvimento da linha, melhorando a distribuição de forças. No entanto, parafusos excessivamente longos podem levar a problemas com alongamento ou extinção de threads, o que pode reduzir sua força efetiva. O comprimento deve ser adequadamente projetado para o aplicativo.
5. Pré -carga e tensionamento:
O design do parafuso, especialmente em termos de geometria da rosca e acabamento da superfície, influencia a quantidade de pré -carga ou tensão aplicada com segurança. Os parafusos adequadamente tensionados podem melhorar sua distribuição de carga e resistência ao afrouxamento sob cargas dinâmicas. Quanto mais suave a superfície e com mais precisão as roscas forem cortadas, mais consistente a pré -carga pode ser, o que melhora diretamente a força e o desempenho do parafuso na aplicação estrutural.
6. Resistência à fadiga e carga cíclica:
O design da linha e o acabamento da superfície contribuem significativamente para a resistência do parafuso à falha da fadiga, o que é crítico em aplicações sujeitas a cargas repetidas ou cíclicas. Um perfil de encadeamento adequadamente projetado e acabamento liso da superfície reduzem o potencial de rachaduras iniciarem e se propagar em condições de carregamento dinâmico, tornando o parafuso mais resistente à falha da fadiga ao longo do tempo.
