Cum se evaluează rezistența și capacitatea de încărcare a șuruburilor de piese auto?

Evaluarea puterii și a capacității de încărcare a Șuruburi de piese auto este o parte importantă a asigurării siguranței și fiabilității pieselor auto. Șuruburile sunt responsabile de fixarea și conectarea componentelor cheie în mașină, astfel încât capacitatea lor de încărcare și rezistența lor afectează în mod direct performanța și siguranța generală a mașinii. Următoarele sunt câteva aspecte importante ale evaluării rezistenței și capacității de încărcare a șuruburilor de piese auto:

Puterea și capacitatea de încărcare a șuruburilor depind mai întâi de materialul utilizat. Materialele cu șuruburi comune de piese auto includ:
Oțel inoxidabil: are o rezistență excelentă la coroziune și este potrivită pentru piese care necesită o rezistență ridicată la coroziune.
Oțel carbon: are o rezistență ridicată, dar o rezistență slabă a coroziunii și este de obicei utilizată pentru piese cu sarcini mari.
Oțel din aliaj: oferă un echilibru bun între rezistență și duritate și este utilizat pe scară largă pentru șuruburi de înaltă rezistență.
Aliaj de aluminiu: ușor, potrivit pentru piese cu cerințe de greutate stricte, dar rezistență relativ scăzută.
Atunci când selectați materiale cu șurub, este necesar să selectați materialul corespunzător în funcție de cerințele de utilizare a mediului și de încărcare, deoarece diferențele de rezistență la tracțiune, rezistența la compresiune și rezistența la oboseală a diferitelor materiale vor afecta în mod direct capacitatea de încărcare a șuruburilor.
Rezistența șuruburilor este de obicei evaluată de mai mulți parametri mecanici cheie:
Rezistența la tracțiune: tensiunea maximă pe care un șurub o poate rezista la tensiune. Când forța de tracțiune a unui șurub depășește rezistența la tracțiune, șurubul se va rupe.
Rezistența la randament: tensiunea maximă pe care un șurub o poate rezista înainte de deformarea permanentă. După depășirea rezistenței la randament, șurubul va suferi deformare din plastic.
Rezistența la forfecare: tensiunea maximă pe care un șurub o poate rezista atunci când este supusă forței de forfecare. Forța de forfecare apare adesea la conectarea șuruburilor, în special sub vibrația vehiculului sau cuplul.
Rezistența torsională: capacitatea maximă de încărcare a unui șurub sub torsiune, de obicei utilizată pentru a evalua dacă șurubul poate rezista cuplului în timpul instalării.

Firul este o parte cheie a șurubului, care are un impact important asupra capacității de încărcare a șurubului. Tipul, forma, numărul și dimensiunea firului vor afecta rezistența și distribuția sarcinii șurubului:
Tipul firului: Tipurile de fir obișnuite includ firul triunghiular, firul pătrat, etc. Firul triunghiular este cel mai frecvent și este potrivit pentru ocazii cu sarcini mari.
Dimensiunea firului: diametrul mai mare și firele mai groase asigură de obicei o capacitate mai mare de încărcare.
Calitatea suprafeței firului: Firele netede pot reduce coeficientul de frecare, pot reduce deteriorarea șuruburilor în timpul strângerii și pot îmbunătăți capacitatea de încărcare.
Șuruburile sunt supuse unei varietăți de tipuri de încărcare în automobile, inclusiv sarcini statice, sarcini dinamice, sarcini de impact și sarcini de vibrații. Diferite tipuri de încărcături au cerințe de performanță diferite pentru șuruburi:
Încărcări statice: șuruburile sunt supuse unor încărcări constante continue. Rezistența la tracțiune necesară și rezistența la forfecare pot fi de obicei determinate prin calcule de proiectare.
Sarcini dinamice: șuruburile sunt supuse fluctuațiilor periodice de încărcare, ceea ce poate duce cu ușurință la eșecul oboselii. Șuruburile trebuie să aibă o rezistență bună la oboseală pentru a face față unor astfel de încărcături.
Sarcini de impact: Forțele cu acțiune rapidă pot provoca o defecțiune instantanee a șuruburilor. Șuruburile trebuie să aibă o rezistență și duritate cu impact ridicat.
Sarcini de vibrații: în timpul conducerii mașinii, șuruburile sunt supuse schimbărilor constante de vibrații. Proiectarea șuruburilor trebuie să prevină slăbirea și să ofere o rezistență suficientă de vibrații.
Pentru a evalua cu exactitate capacitatea de încărcare a șuruburilor, este de obicei necesară testarea și calcularea prin următoarele metode:
Simulare mecanică: Analiza elementelor finite (FEA) este efectuată folosind un software de inginerie asistată de computer (CAE) pentru a simula distribuția de stres a șuruburilor sub diferite sarcini. Acest lucru poate ajuta proiectanții să evalueze capacitatea de încărcare a șuruburilor în aplicațiile reale.
Test la tracțiune: șurubul este întins de o mașină de testare la tracțiune pentru a -și testa rezistența la tracțiune și rezistența la randament.
Test de forfecare: Testul forței de forfecare este efectuat de echipamente speciale pentru a determina rezistența la forfecare a șurubului.
Test de oboseală: Rezistența la oboseală a șurubului este testată sub sarcină ciclică. Metodele obișnuite de testare includ testul de oboseală rotativă de îndoire și testul de oboseală ciclică de compresie tensiune.
Test de cuplu: rezistența la cuplu a șurubului este evaluată prin echipamente de testare a cuplului pentru a-și asigura capacitatea de încărcare în timpul strângerii.
În plus față de material, de tip de design și de încărcare, există și alți factori care afectează capacitatea de încărcare a șurubului:
Tratamentul la suprafață: Tratamentul la suprafață al șurubului (cum ar fi galvanizarea, electroplarea, tratamentul termic etc.) poate îmbunătăți rezistența la coroziune și poate crește duritatea suprafeței, îmbunătățind astfel performanța generală și capacitatea de încărcare a șurubului.
Metoda de instalare: Metoda de instalare a șurubului (cum ar fi dacă este utilizat lubrifiantul și dacă este strâns corect) are, de asemenea, un impact important asupra capacității de încărcare a șurubului. Exagerarea sau suprasolicitarea suprasolicitării poate determina deteriorarea performanței șurubului.
Factorii de mediu: factorii de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea și coroziunea chimică, pot afecta și rezistența șurubului. Într-un mediu de temperatură ridicată, rezistența materialului poate fi redusă, iar într-un mediu coroziv, suprafața șurubului poate fi corodată, afectând capacitatea sa de încărcare.

Evaluarea capacității de rezistență și a încărcării șuruburilor componente auto este un proces complex care implică selecția materialelor, proiectarea firului, tipul de încărcare, metodele de testare și alte aspecte. Analizând în mod cuprinzător parametrii de performanță ai șurubului, condițiile de încărcare și mediul de aplicare efectiv, proiectanții se pot asigura că șuruburile joacă cel mai bun rol de conectare în mașină și să asigure siguranța și stabilitatea pe termen lung a mașinii. În același timp, controlul regulat al calității și testarea performanței pentru a asigura fiabilitatea șuruburilor este o măsură importantă pentru îmbunătățirea calității pieselor auto.