Kważi l-prodotti kollha tal-inġinerija ta 'kumplessità varjata jużaw kaminqfieli. Meta mqabbel mal-biċċa l-kbira tal-metodi ta 'konnessjoni l-oħra, vantaġġ ewlieni tal-qfieli bil-kamin huwa li jistgħu jiġu żarmati u użati mill-ġdid.
Din il-karatteristika normalment hija r-raġuni għaliex il-qfieli bil-kamin huma preferuti fuq metodi oħra ta 'konnessjoni, u ħafna drabi għandhom rwol kruċjali fiż-żamma tal-integrità strutturali tal-prodotti.
Madankollu, huma wkoll sors sinifikanti ta 'problemi fil-makkinarju u komponenti oħra. Il-kawża ta' dawn il-problemi tinsab fil-mekkaniżmu ta' illaxkar tagħhom stess. Dan il-mekkaniżmu li jinħall waħdu ilu żmien twil kwistjoni, u matul l-aħħar 150 sena, id-disinjaturi ilhom jiżviluppaw metodi biex jipprevjenu din l-okkorrenza.
Ħafna tipi komuni ta 'metodi ta' qfil għal qfieli bil-kamin ġew ivvintati aktar minn 100 sena ilu, iżda huwa biss f'dawn l-aħħar snin li l-mekkaniżmi ewlenin li jwasslu għal awto-laxkar ġew mifhuma. Hemm ħafna mekkaniżmi li jistgħu jikkawżaw qfieli bil-kamin jinħallux, li jistgħu jinqasmu f'tillaxkar rotazzjonali u tillaxkar mhux-rotazzjonali.
Tillaxkar Rotazzjonali u Mhux-Rotazzjonali
Fil-maġġoranza l-kbira tal-applikazzjonijiet, il-qfieli bil-kamin huma ssikkati, u l-preload huwa applikat għall-konnessjoni. L-illaxkar jista 'jinftiehem bħala t-telf sussegwenti ta' preload wara li jitlesta l-proċess ta 'ssikkar. Dan jista' jseħħ b'żewġ modi:
Tillaxkar rotazzjonali, komunement imsemmija bħala awto-laxkar, tirreferi għar-rotazzjoni tal-qafla taħt l-azzjoni ta 'tagħbijiet esterni.
Il-laxkar mhux-rotazzjonali jirreferi għat-telf tal-preload mingħajr moviment relattiv bejn il-ħjut interni u esterni.
Ħxil tal-Qfieli Ikkawżat minn Ħoxrin Mhux-Rotazzjonali
Tillaxkar mhux-rotazzjonali jista' jseħħ minħabba deformazzjoni tal-qafla innifsu jew tal-komponenti konnessi wara l-assemblaġġ. Dan huwa r-riżultat tal-kollass parzjali tal-plastik ta 'dawn l-interfaces.
Veduta Imkabbra tal-Kuntatt tal-wiċċ mhux maħdum
Meta żewġ uċuħ ikunu f'kuntatt ma 'xulxin, kull wiċċ iġorr it-tagħbija tal-wiċċ tal-ġarr. Minħabba li l-erja ta 'kuntatt attwali hija ħafna iżgħar mill-erja tal-wiċċ, anke taħt tagħbijiet moderati, tensjonijiet lokali għoljin ħafna huma kontinwament sostnuti, li jaqbżu s-saħħa ta' rendiment tal-materjal.
Dan jista 'jwassal għal kollass parzjali tal-wiċċ wara li titlesta l-operazzjoni tal-issikkar; dan il-kollass normalment jissejjaħ embedment.
L-ammont ta 'forza tal-ikklampjar mitlufa minħabba l-inkorporazzjoni jiddependi fuq l-ebusija tal-bolt u l-komponenti konnessi, in-numru ta' uċuħ ta 'kuntatt preżenti fil-konnessjoni, ħruxija tal-wiċċ, u l-istress tal-wiċċ tal-bearing applikat.
Taħt kundizzjonijiet moderati ta 'stress tal-wiċċ, l-inkorporazzjoni ġeneralment tikkawża telf ta' forza ta 'kklampjar ta' madwar 1% sa 5% fl-ewwel ftit sekondi wara li l-ġonta tiġi ssikkata. Meta l-ġonta tkun sussegwentement soġġetta għal tagħbijiet dinamiċi applikati, il-forza tal-ikklampjar tista 'tnaqqas aktar minħabba bidliet fil-pressjoni li jseħħu fuq il-wiċċ ta' kuntatt tal-ġonta.
Jekk l-istress tal-wiċċ li jġorr jinżamm taħt is-saħħa ta 'rendiment kompressiv tal-materjal tal-komponent konness, l-ammont ta' telf ta 'inkorporazzjoni jista' jiġi kkalkulat u kkumpensat fid-disinn tal-konnessjoni.
Junker's Theory of Fastener Self-Loosening
Fl-1969, Gerhard Junker uża r-riżultati tat-testijiet tal-inġinerija biex jappoġġja t-teorija tiegħu dwar għaliex il-qfieli bil-kamin jinħallux awtomatikament. Is-sejba ewlenija tiegħu kienet li ladarba jseħħ moviment relattiv bejn il-ħjut tat-tgħammir u bejn il-wiċċ tal-ġarr tal-qafla u l-materjal tal-ikklampjar, il-qafla mgħobbija minn qabel tinħall minħabba r-rotazzjoni.
Instab ukoll li tagħbijiet dinamiċi trasversali jikkawżaw tillaxka aktar severa minn tagħbijiet dinamiċi assjali. Ir-raġuni hija li l-moviment radjali taħt tagħbijiet assjali huwa sinifikament iżgħar minn dak taħt tagħbijiet trasversali.
Moviment Trasversali ta 'Konnessjonijiet Bolted
Junker wera li qfil mgħobbi minn qabel jinħall waħdu-meta jseħħ moviment relattiv bejn il-ħjut tat-tgħammir u l-wiċċ tal-ġarr tal-qafla. Dan jiġri meta l-forza trasversali li taġixxi fuq il-ġonta hija akbar mill-forza tal-frizzjoni ġġenerata mill-preload tal-bolt.
Għal spostamenti trasversali żgħar, jista 'jseħħ moviment relattiv bejn il-ġnub tal-ħajt u l-uċuħ ta' kuntatt tal-bearing. Ladarba t-tneħħija tal-ħajta tingħeleb, il-bolt ikun soġġett għal forzi tal-liwi, u jekk iż-żliq trasversali jippersisti, iż-żerżiq fil-wiċċ tal-ġarr taħt ir-ras tal-bolt iseħħ.
Ladarba jinbeda, temporanjament ma jkun hemm ebda frizzjoni fil-ħjut u taħt ir-ras tal-bolt. It-torque li jinħall waħdu ġġenerat mill-preload li jaġixxi fuq l-angolu tal-helix tal-ħajt jikkawża rotazzjoni korrispondenti bejn l-iskorfina u l-bolt. Taħt movimenti trasversali ripetuti, dan il-mekkaniżmu jista 'jikkawża tillaxka sħiħa tal-qafla.
Biex tistudja l-kawżi tal-illaxkar, Junker żviluppa magna tal-ittestjar, kif muri fil-figura hawn taħt, li tikkwantifika l-effettività kontra l-{0}}laxkar tad-disinji tal-qafliet.
Magni għall-Ittestjar tal-Qafliet Junker
Ball bearings jintużaw biex jeliminaw l-effett ta 'frizzjoni bejn il-pjanċi li jiċċaqilqu u fissi. Meta l-moviment trasversali jiġi applikat mill-pjanċa li tiċċaqlaq li tikklampja l-ġewż, iċ-ċellula tat-tagħbija tissorvelja kontinwament it-tagħbija tal-bolt.
Meta mqabbel ma 'standards ordinarji tat-test tal-vibrazzjoni, it-telf tat-tagħbija minn qabel jista' jitkejjel waqt it-test, u jista 'jiġi plottjat graff ta' preload kontra n-numru taċ-ċiklu.
Il-prinċipju tal-magna Junker huwa li l-ispostament trasversali ġġenerat mill-cam jikkawża li l-qafla joxxilla, u tegħleb il-forza tal-frizzjoni tal-qafla biex tipproduċi tillaxka.
Screenshot ta' Junker Testing Machine
Junker Vibration Test Tillaxka Kurva
Permezz tal-ittestjar Junker, il-prestazzjoni ta 'diversi disinji ta' qfil kontra -laxkar tista 'titqabbel. Matul l-aħħar għoxrin sena, tlestew numru kbir ta' studji dwar disinji eżistenti ta' qfil kontra-laxkar biex iqabblu l-proprjetajiet tagħhom kontra-laxkar.
Għal paragun effettiv, huwa kruċjali li tintuża l-istess amplitudni tal-vibrazzjoni, peress li dan għandu impatt sinifikanti fuq ir-riżultati. Il-figura hawn taħt turi riżultat tat-test tipiku ta 'molla tal-washer.
It-test wera li t-tqegħid ta 'washer tar-rebbiegħa helical taħt ir-ras tal-bolt fil-fatt aċċellerat il-illaxkar. Oħrajn ippruvaw ukoll li l-użu ta 'washers bħal dawn għandu prestazzjoni simili għall-użu ta' boltijiet mingħajr ebda apparat ta 'qfil.
Ħafna OEMs kbar, konxji minn dawn is-sejbiet, m'għadhomx jispeċifikaw woxers bħal dawn fl-istandards interni tagħhom.
Ħafna apparati ta 'qfil użati għal qfieli bil-kamin huma bbażati fuq il-prevenzjoni ta' moviment relattiv bejn il-ħjut (eż., skorfini tan-najlon lock) jew moviment relattiv bejn il-wiċċ tal-ġarr u l-komponenti konnessi (eż., diversi tipi ta 'washers "qfil").
Madankollu, kemm Junker kif ukoll riċerkaturi sussegwenti oħra rrimarkaw l-importanza tal-prevenzjoni tal-moviment trasversali tal-ġonta: disinn ta 'konnessjoni imbarrat adattat jiżgura li l-forza tal-ikklampjar tal-bolt tkun biżżejjed biex tipprevjeni moviment trasversali permezz tal-frizzjoni tal-pjanċi ta' konnessjoni, u b'hekk tevita li tillaxka.
Matul il-fażi tad-disinn, dan jista 'jinkiseb billi jintgħażel id-daqs u s-saħħa tal-qafla xierqa sabiex il-preload ikun jista' jiġġenera frizzjoni suffiċjenti biex jirreżisti moviment konġunt ikkawżat minn tagħbijiet esterni.
Invita l-Konklużjoni ta' Jun
Il-kawża fundamentali tal-ħxuna tal-qafliet bil-kamin hija l-moviment tal-ġogi, speċjalment iż-żliq trasversali tal-ħjut tal-boltijietu uċuħ li jġorru. Jekk jista 'jinkiseb biżżejjed preload mill-bolt biex jipprevjeni l-moviment tal-ġonta, l-ebda mezz ta' qfil ma huwa meħtieġ, peress li l-frizzjoni se żżomm il-partijiet flimkien.
Il-problema ewlenija fid-disinn tal-qafliet bil-kamin hija li tiżgura li t-tagħbija minn qabel tkun biżżejjed biex iżżomm il-partijiet sod flimkien meta jiġu inklużi bidliet fil-kundizzjonijiet tal-frizzjoni.
Din il-grafika turi l-effett tal-bidliet tal-frizzjoni fuq il-preload tal-bolt.
Iċ-Ċavetta għall-Prevenzjoni tal-Laxkar hija li Jipprovdi Biżżejjed Preload tal-bolt
Ġeneralment, il-ġonot għandhom ikunu ddisinjati bbażati fuq il-preload minimu ġġenerat fil-koeffiċjent massimu ta 'frizzjoni; tfassil bl-użu tal-valur medju preload se jwassal għal illaxkar ta 'ħafnaboltijiet.
Fl-istess ħin, huwa wkoll meħtieġ li jiġi kkunsidrat it-telf ta 'preload ikkawżat mill-inkorporazzjoni. Biex jiġi limitat l-ammont ta 'inkorporazzjoni, huwa meħtieġ li tiġi żgurata l-firxa massima ta' stress li l-materjal ikklampjat jista 'jiflaħ.
F'każijiet fejn il-moviment tal-ġogi ma jistax jiġi evitat, pereżempju, fil-preżenza ta 'espansjoni termali, għandu jiġi speċifikat apparat ta' qfil b'kapaċità ppruvata.
