Како раде вијци

Болтс су основне компоненте модерне производње, које се широко користе у комерцијалним и индустријским производима, од авиона до баштенских алата. Иако њихова функција може изгледати једноставно, вијци поседују релативно сложена механичка својства и карактеристике дизајна за постизање поузданих веза.

Практичне перформансе завртња зависе не само од његовог уклапања у монтажну рупу, већ и од скупа специфичних спецификација. Тип вијка, физичке димензије, густина навоја, класа материјала и захтеви за затезањем су критични фактори за ефикасно склапање вијака. Исто тако, усклађена комбинација навртки и вијака има значајан утицај на монтажу компоненти и укупне перформансе производа. Превише дугачак вијак може изазвати механичке сметње, док вијак са недовољном затезном чврстоћом може довести до оштећења опреме. Стога, разумевање начина на који вијци обављају своју функцију може направити разлику између успешног пројекта и неуспелог.

Болт Тхреадс

Навоји су једна од кључних карактеристика завртња. Они раде на основу основног принципа нагнуте равни која је спирално омотана око дршке затварача. Ова спирала претвара ротациону силу у аксијално линеарно кретање. Окретање завртња покреће матицу за спајање да путује дуж косих спиралних површина. Што је већи примењен момент затезања, то је већа аксијална сила која гура матицу напред, што растеже дршку завртња и ствара силу стезања која сабија спојене компоненте. Навоји са мањим кораком могу побољшати капацитет зглоба. Завијци високе чврстоће, ваљање навоја изведено након термичке обраде додатно повећава чврстоћу навоја и отпорност на замор.

Механичке силе

Затезање завртња укључује неколико врста механичких сила које држе спојени спој сигурним. Примарне силе настале током уградње вијака су описане у наставку:

Сила стезања:Притисна сила коју врши вијак на споју да држи две или више компоненти чврсто заједно.

Претходно учитавање:Производи се када се навоји закаче и дршка завртња се растегне током затезања. Предоптерећење одржава навој спојеним и закључаним у положају.

Сила смицања:Попречно оптерећење које делује окомито на осу вијка. Сила смицања може постојати независно или преклапана са затезним оптерећењем.

Затезна сила:Оптерећење примењено дуж уздужне осе завртња, делујући преко његове дужине, а не преко његовог попречног пресека.

Сила стезања држи компоненте заједно и одређена је заједно преднапрезањем и крутошћу спојених делова. Раздвајање споја и квар завртња долази када спољно затезно оптерећење у потпуности поништи предоптерећење. Генерално, веће предоптерећење даје већу силу стезања и поузданији вијчани спој. У идеалним условима монтаже, правилно затегнути спојеви би требало да минимизирају директно оптерећење смицањем. Детаљне формуле прорачуна могу се наћи у професионалним референцама за дизајн затварача.

Производња за механичке перформансе

Америчко друштво за испитивање и материјале (АСТМ) успоставља бројне стандарде који регулишу димензије вијака, сировине и процесе накнадне обраде. Завртњи су доступни у различитим номиналним дужинама и вишеструким конфигурацијама глава укључујући шестоугаоне, овалне, равне и усадне главе. Укупне механичке перформансе завртња могу се проценити његовим издужењем при лому, док граница попуштања дефинише праг напона при којем долази до пластичне деформације. Затезна чврстоћа је увек већа од границе течења. У раду, радна оптерећења на вијцима морају остати испод границе попуштања. Вијци са великим размаком између затезне чврстоће и границе попуштања сматрају се дуктилним; они пролазе кроз значајно пластично издуживање пре коначног лома.

Доступне су многе врсте вијака, као нпрТ-завртњи.Могу се производити од широког спектра материјала, међу којима је челик преовлађујући избор за већину апликација високе чврстоће. Челични вијци се класификују према затезној чврстоћи и граници течења израженој у Њутнима по квадратном милиметру (Н/мм²). На пример, челични вијак класе 5.8 има номиналну затезну чврстоћу од приближно 500 Н/мм² и номиналну границу течења од приближно 400 Н/мм². Други уобичајени материјали за вијке, укључујући нерђајући челик отпоран на корозију, легирани челик и композитне материјале, прате исти систем оцењивања.