Зашто вијци отказују због умора?

Можда ћете се запитати: како метални вијак може патити од умора? У ствари, након што се угљенични челик преради у завртње, дуготрајно-циклично оптерећење може да створи концентрацију напона у локалним областима ако почетни технички параметри и механичка својства не испуњавају захтеве. Када такво напрезање достигне критични ниво, на завртњу ће се формирати ситне пукотине - ово је само прва фаза замора. Како се број циклуса оптерећења повећава до одређеног нивоа, пукотине се шире и на крају доводе до изненадног лома. Ово је механизам и резултат отказивања замора вијака.

Зашто долази до умора увијци од угљеничног челика? Да ли је већа вероватноћа да се вијци{0}}веће чврстоће замарају? Прво, замор није директно повезан са нивоом чврстоће вијка. Обични вијци имају ниже захтеве за чврстоћом и користе се у благим условима где су ефекти замора ограничени. Међутим, вијци{3}}високе чврстоће се примењују у окружењима са строгим захтевима за затезањем, што природно повећава ризик од замора. Из тог разлога, већина кварова од замора са којима се сусрећемо у пракси се дешавају у вијци{0}}високе чврстоће, иако то не значи да се обични завртњи никада не замарају -, они једноставно подлежу нижим захтевима за сервисирање.

Основни узрок замора вијака је поновљена промена локалног напрезања током цикличног оптерећења, што узрокује кумулативна оштећења слабих тачака и на крају ствара пукотине. Процес је следећи: напрезање прво еродира рањиве делове вијка, постепено се појављују микропукотине, пукотине временом расту, а када достигну критичну дужину, вијак се изненада ломи. Дугорочна-анализа показује да стрес који изазива замор не мора да буде велики; чак може бити много нижа од границе течења завртња. Стога, након лома услед замора, површина лома обично не показује очигледну деформацију или савијање изазвано спољном силом.

На основу горње анализе, можемо побољшати производни процес како бисмо побољшали отпорност вијака на замор. Погледајте следећи дијаграм:

Ојачана нит Горњи дијаграм приказује оптимизовани профил нити са заобљеним кореном (Р-радијус). Заморне пукотине се обично јављају на коренима навоја и испод главе завртња, тако да модификација основног процеса производње навоја може ефикасно спречити замор. Хајде да то упоредимо са обичним нитима:

Обична нит Горња нит је стандардна нит са оштрим угловима у корену. Такве правоугаоне-структуре су веома осетљиве на промене напрезања и склоне ломовима услед замора. Као што је раније поменуто, подручје испод главе завртња је још једна критична локација за отказивање замора, као што је приказано на дијаграму:

Процес замора вијка Користећи исти принцип као радијус корена навоја, можемо додати радијус угаонице одговарајуће величине на споју између главе завртња и дршке у оквиру дозвољеног опсега дизајна.