Σφίξιμο ενός μπουλονιού πέρα από το σημείο διαρροής

[Δημήτριος_1980]

Από τον Γραικούση:

 

Τα δύο ψηφία κατά την τυποποίηση των κοχλιών σημαίνουν τα εξής :

1ο ψηφίο : Πρόκειται για το 1/10 του ορίου θραύσεως του υλικού σε kp/mm2.

2ο ψηφίο : Πρόκειται για τον λόγο (όριο ροής / όριο θραύσης)*10

 

Τα υλικά των κοχλιών από χάλυβα έχουν τις εξής αντοχές (πρώτο ψηφίο)

3,4,5,6,8,10,12

 

Στα περικόχλια συμβαίνει το εξής : Η τάση στο σπείρωμα ενός περικοχλίου δεν κατανέμεται ισομερώς σε όλο το μήκος του. Έτσι η αντοχή του περικοχλίου δεν μπορεί να τυποποιηθεί όπως αυτή του κοχλία.

Οι κατηγορίες αντοχής των περικοχλίων έχουν ως εξής : 5,6,8,10,12,14. Τα νούμερα αυτά αντιστοιχούν στο 1/10 της τάσης (Kp/mm2) που αναπτύσσεται στην διατομή καταπόνησης του κοχλία, όταν το αντίστοιχο περικόχλιο φτάσει το όριο αντοχής σε θραύση (το σπείρωμά του).

 

 

Οι κοχλιοσυνδέσεις έχουν κατά κανόνα υψηλότερη αντοχή από το υλικό των συνδεόμενων στοιχείων. (όχι το περικόχλιο σε σχέση με τον κοχλία).

 

Επιπρόσθετα παίζει το φαινόμενο του ερπυσμού (θερμή καθίζηση) κατά την απώλεια προέντασης μιας κοχλιοσύνδεσης, όταν έχουμε υψηλές θερμοκρασίες. Επίσης υπάρχει και η ψυχρή καθίζηση.

[miltos]

Ωραία. Αυτά διάβαζα πριν από λίγο.

 

Μου φαίνεται ότι υπάρχουν κάποια κενά στην υπόθεση, τουλάχιστον όπως παρουσιάζεται στο βιβλίο.

 

Δεν είναι σαφείς οι ιδιότητες κάθε κατηγορίας. Πχ περικόχλιο κατηγορία 8, τι όριο θραύσης και τι όριο μύκηνσης έχει?

 

Γράφει το βιβλίο:

 

Τα νούμερα αυτά αντιστοιχούν στο 1/10 της τάσης (Kp/mm2) που αναπτύσσεται στην διατομή καταπόνησης του κοχλία, όταν το αντίστοιχο περικόχλιο φτάσει το όριο αντοχής σε θραύση (το σπείρωμά του).

Για σπείρωμα με ποια χαρακτηριστικά συμβαίνει το παραπάνω (δηλαδή με τι d/P, όπου P το βήμα)?

 

Διότι παρακάτω λέει ότι για κοχλία 10.9 με d/P<9, μπορεί να χρησιμοποιηθεί περικόχλιο κατά din 931 κατηγορίας 8 (αυτό θυμόμουνα και έγραψα το #4) ενώ για 10.9 με d/P>=9 απαιτείται περικόχλιο κατηγορίας 10.

[Δημήτριος_1980]

Δεν είναι σαφείς οι ιδιότητες κάθε κατηγορίας. Πχ περικόχλιο κατηγορία 8, τι όριο θραύσης και τι όριο μύκηνσης έχει?

 

Αυτό που κατάλαβα εγώ (γιατί, όντως, δεν το καθορίζει σαφώς το βιβλίο) είναι ότι το περικόχλιο 8 θα σπάσει την στιγμή που στον αντίστοιχο κοχλία θα αναπτυχθεί τάση ίση με 80 kp/mm2. Όπως λέει δεν μπορούμε απευθείας να προσδιορίσουμε το όριο ροής του περικοχλίου. Η θραύση του περικοχλίου θα συμβεί στο σπείρωμά του.

 

 

Για σπείρωμα με ποια χαρακτηριστικά συμβαίνει το παραπάνω (δηλαδή με τι d/P, όπου P το βήμα)?

 

Διότι παρακάτω λέει ότι για κοχλία 10.9 με d/P<9, μπορεί να χρησιμοποιηθεί περικόχλιο κατά din 931 κατηγορίας 8 (αυτό θυμόμουνα και έγραψα το #4) ενώ για 10.9 με d/P>=9 απαιτείται περικόχλιο κατηγορίας 10.

 

P είναι το βήμα. Στα κανονικά σπειρώματα η τριγωνική γωνία είναι ίση με 60 μοίρες, ανεξάρτητα από το μέγεθος (βλ. πίνακα Δ1, σελ. Δ15).

 

Από 'δω και 'μπρος αρχίζω τις υποθέσεις

Όταν το d/P είναι μικρό, σημαίνει ότι το βήμα είναι μεγάλο (σε σχέση με βίδα μικρότερου λόγου). Αυτό σημαίνει ότι η ελικοειδής επιφάνεια του σπειρώματος είναι πιο "γλυκια", οπότε οι τάσεις εγκοπών είναι μικρότερες. Έτσι δεν αναπτύσσεται μεγάλη τάση και ένα 8άρι περικόχλιο επαρκεί.

Υψηλός λόγος d/P, σημαίνει ότι το βήμα είναι μικρό και οι τάσεις εγκοπών μεγαλύτερες. Έτσι χρειαζόμαστε το 10άρι περικόχλιο.

[miltos]

Ήθελα να δείξω ότι δεν είναι σαφή τα κριτήρια με τα οποία μπορούμε να κατατάξουμε ένα περικόχλιο σε κάποια κατηγορία. Πχ φτιάχνω από ένα υλικό δύο περικόχλια. Το ένα έχει σπείρωμα με d/P=8 (πχ Μ12x1.5) και το άλλο d/P=1 (πχ Μ12x1). Εφαρμόζω τα περικόχλια σε αντίστοιχους κοχλίες 10.9 και αρχίζω να εφελκύω.

 

Παρατηρώ ότι στο d/P=8 σπάει ο κοχλίας ενώ στο d/P=10 κλωτσάει το σπείρωμα. Τι κατηγορίας είναι το περικόχλιο με βάση τον ορισμό της τυποποίησης???

 

Όσο αφορά τις τάσεις εγκοπών, έχω άλλη άποψη. Οι τάσεις εγκοπών επηρεάζουν τη δυναμική καταπόνιση, ενώ σε στατική καταπόνιση συνήθως αυξάνουν την αντοχή.

[Δημήτριος_1980]

Ήθελα να δείξω ότι δεν είναι σαφή τα κριτήρια με τα οποία μπορούμε να κατατάξουμε ένα περικόχλιο σε κάποια κατηγορία. Πχ φτιάχνω από ένα υλικό δύο περικόχλια. Το ένα έχει σπείρωμα με d/P=8 (πχ Μ12x1.5) και το άλλο d/P=1 (πχ Μ12x1). Εφαρμόζω τα περικόχλια σε αντίστοιχους κοχλίες 10.9 και αρχίζω να εφελκύω.

 

Παρατηρώ ότι στο d/P=8 σπάει ο κοχλίας ενώ στο d/P=10 κλωτσάει το σπείρωμα. Τι κατηγορίας είναι το περικόχλιο με βάση τον ορισμό της τυποποίησης???

 

Όσο αφορά τις τάσεις εγκοπών, έχω άλλη άποψη. Οι τάσεις εγκοπών επηρεάζουν τη δυναμική καταπόνιση, ενώ σε στατική καταπόνιση συνήθως αυξάνουν την αντοχή.

 

Αν το περικόχλιο είναι π.χ. 12 ή 14, τότε ισχύει : 12,14>10, οπότε πριν σπάσει το περικόχλιο σπάει ο κοχλίας (που έχει όριο θραύσης 100 kp/mm2). Τώρα, αν θα σπάσει ο κοχλίας ή θα κλωτσήσει το σπείρωμα πρώτα, δεν ξέρω που οφείλεται. Εμένα το μυαλό μου πάει πάλι στις τάσεις εγκοπών και στο πως αυτές επηρεάζονται από την γεωμετρία του σπειρώματος.

Μην ξεχνάμε και τα φαινόμενα αντιστήριξης. Αυτό σημαίνει ότι όταν μια περιοχή με πολύ υψηλή τάση, λόγω εγκοπών, φτάσει στο όριο ροής, οι από κάτω περιοχές του υλικού (οι οποίες έχουν μικρότερη τάση) στηρίζουν την περιοχή που υποφέρει.

 

Οι τάσεις εγκοπών πάντα χειροτερεύουν την κατάσταση (στατικά ή δυναμικά).

Γι' αυτό υπάρχει ο συντελεστής εγκοπών (π.χ. 1.6), με τον οποίο πολλαπλασιάζεται η ονομαστική τάση.

Απλά στην δυναμική περίπτωση, σε περίπτωση που η διεγείρουσα συχνότητα είναι σημαντικό κλάσμα της πρώτης ιδιοσυχνότητας (ή ακόμη υψηλότερη), τότε δεν ισχύουν τα περί ονομαστικής τάσης. Οι τάσεις προσδιορίζονται διαφορετικά (βλ. ανάλυση ιδιομορφών κ.τ.λ.). Όμως οι εγκοπές έχουν τον ίδιο επιβαρυντικό ρόλο.

 

Το θέμα είναι ότι, επειδή η κόπωση εμφανίζεται μόνο σε δυναμικά φορτία, μας ενδιαφέρουν πολύ περισσότερο οι τάσεις εγκοπών εκεί. Για παράδειγμα στα χυτά αντικείμενα, που θα υπόκεινται σε δυναμικές φορτίσεις, δεν θέλουμε να έχουμε πόρους στο εσωτερικό (λόγω κακής χύτευσης), αφού η αντοχή τους σε κόπωση θα είναι πολύ μικρότερη του αναμενόμενου (λόγων των πόρων, που δημιουργούν τάσεις εγκοπών). Από δυναμικά φορτία υποφέρουν και οι βίδες που υπάρχουν στην κεφαλή μιας ΜΕΚ (και όχι μόνο) - Το αναφέρω για να επιστρέψουμε στο θέμα μας...