การเลือกโครงสร้างของสลักเกลียวก้านสูบรถยนต์ที่ใช้ในรัด

สลักเกลียวก้านสูบของเครื่องยนต์ทำจากเหล็กโลหะผสมคาร์บอนปานกลางหรือเหล็กโลหะผสมโครเมียม-นิกเกิล-โมลิบดีนัมที่มีความแข็งแรงให้ผลผลิตสูงและมีความทนทานต่อแรงกระแทกที่ดี เช่น 35CrMo, 42Mn2V, 40MnB และ 30Ni3Cr2Mo

สลักเกลียวก้านสูบมีความเค้นแปรผัน ดังนั้นจึงต้องดำเนินมาตรการต่างๆ เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้า และหลีกเลี่ยงความเครียดเพิ่มเติมบนสลักเกลียว

วิธีการปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของสลักเกลียวก้านสูบมีดังนี้:

(1) ลดความแข็งของสลักเกลียว

วิธีลดความแข็งของสลักเกลียวคือการลดเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนที่ขัดเงาของสลักเกลียวและเพิ่มความยาวของสลักเกลียว

มีความเข้มข้นของความเค้นที่รูทของเกลียว ซึ่งเป็นจุดอ่อนของสลักเกลียว จากมุมมองของความแข็งแรงของเพลาและส่วนเกลียว เส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาอาจเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางรูตของเกลียว (โดยทั่วไป เส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาจะเท่ากับประมาณ 0.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียว) จากมุมมองของการลดความแข็งของโบลต์และเพิ่มความแรงเมื่อยล้าของโบลต์ก็เหมาะสมที่จะทำเช่นนั้น

ชี้ให้เห็นว่าเพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อและปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของสลักเกลียวก้านสูบ ควรหลีกเลี่ยงแหวนรองแบบอ่อนระหว่างชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ และไม่ควรใช้แหวนรองสปริง

(2) ปรับปรุงการกระจายโหลดของเธรด

ทฤษฎีและการปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าในโครงสร้างการเชื่อมต่อโบลต์-น็อต วัสดุตัวหลักของโบลต์ผ่านการเสียรูปจากแรงดึง และวัสดุตัวหลักของน็อตผ่านการเสียรูปจากการบีบอัดระหว่างการทำงาน เป็นผลให้การกระจายน้ำหนักบนแต่ละวงกลมของเกลียวมีความแตกต่างกันอย่างมาก สม่ำเสมอ ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าประมาณ 65% คือการแตกหักของความล้าที่เกลียวรอบที่หนึ่งและสองจากพื้นผิวรองรับน็อต

เพื่อปรับปรุงการกระจายน้ำหนักของเกลียว วิธีหนึ่งคือการตัดเกลียวสองสามรอบแรกให้เป็นการลบมุม 10~15° เนื่องจากเกลียวเหล่านี้เปลี่ยนรูปได้ง่าย ส่วนหนึ่งของภาระจึงถูกถ่ายโอนไปยังเกลียวของแต่ละรอบถัดไป เพื่อให้ภาระทั้งหมดมีการกระจายเท่าๆ กัน อีกวิธีหนึ่งในการปรับปรุงการกระจายโหลดของเกลียวคือการใช้น็อตปรับความตึง หลังจากใช้น็อตปรับความตึงแล้ว ทิศทางการเสียรูปของน็อตจะเหมือนกับของสลักเกลียว และภาระในแต่ละวงกลมของเกลียวจะสม่ำเสมอมากขึ้น

(3) ลดความเข้มข้นของความเครียด

ง่ายต่อการสร้างความเข้มข้นของความเครียดเมื่อเปลี่ยนส่วนและทำให้เกิดการแตกหักเมื่อยล้า ดังนั้นจึงควรใช้การเปลี่ยนการลบมุมอย่างราบรื่นเมื่อเปลี่ยนส่วนนี้ โดยทั่วไปรัศมีของการลบมุมรอบการเปลี่ยนควรจะไม่น้อยกว่า 0.2 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนด้านนอกของการเปลี่ยน

(4) ปรับปรุงความแข็งแรงของเกลียว

เกลียวละเอียดมีความอ่อนตัวต่อสกรูน้อยกว่า และความเข้มข้นของความเค้นดีกว่าเกลียวหยาบ ดังนั้นโบลต์ก้านสูบโดยทั่วไปจึงใช้เกลียวละเอียด

(5) ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของเกลียว

ความหยาบของเพลาโบลต์และเนื้อทรานซิชันโดยทั่วไปควรต่ำกว่า 0.04~0.08um และควรขัดด้ายด้วย

0.04~0.08um.

รากของด้ายควรถูกม้วน เนื่องจากพื้นผิวโลหะทำให้เกิดชั้นความเย็นและทำให้เกิดแรงอัด ด้วยวิธีนี้ ประสิทธิภาพของประเภทเครื่องจักรของวัสดุดีขึ้น ความเข้มข้นของความเค้นดึงที่รากของเกลียวผ่อนคลายลง และความล้าของสลักเกลียวได้รับการปรับปรุง

(6) ใช้ด้ายกลิ้งแทนการตัดด้าย

ในเกลียวที่หมุนด้วย bar stock เส้นใยโลหะด้านในจะถูกตัดและความแข็งแรงลดลง และด้ายที่ประมวลผลโดยวิธีการรีด ความต่อเนื่องของเส้นใยและความแข็งแรงของโลหะก็ดีขึ้นมาก ในทำนองเดียวกัน หัวโบลต์ใช้วิธีการทำให้เสียสภาพ ซึ่งสามารถรักษาความต่อเนื่องของเส้นใยโลหะและมีความแข็งแรงสูงได้

โมเมนต์การดัดงอเพิ่มเติมของโบลต์จะลดลง และข้อกำหนดพิเศษสำหรับความไม่ตั้งฉากถูกกำหนดไว้สำหรับพื้นผิวรองรับของหัวโบลต์ที่สัมพันธ์กับเส้นกึ่งกลางของเกลียว และพื้นผิวรองรับของน็อตก้านต่อสัมพันธ์กับเส้นกึ่งกลางของ รูสลักเกลียว ข้อมูลบางอย่างแสดงให้เห็นว่าเมื่อความไม่ตั้งฉากเพิ่มขึ้นจากศูนย์เป็น 2° ขีดจำกัดความล้าของสลักเกลียวจะลดลง 40% สำหรับหัวโบลต์แบบพิเศษที่ป้องกันไม่ให้โบลต์หมุนเมื่อขันน็อตให้แน่น ควรใช้วิธีการที่เหมาะสมเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการลดโมเมนต์การดัดงอเพิ่มเติม

เมื่อขันโบลต์ให้แน่น เนื่องจากแรงบิดที่ขันแน่นล่วงหน้า ความเครียดเฉือนแบบบิดเพิ่มเติมจะเกิดขึ้นที่เกลียวและแกน บางครั้งค่าของมันอาจสูงถึง 30~80% ของความเครียดที่เกิดขึ้นก่อนการขันแน่น ดังนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงให้มากที่สุด โดยปกติ หลังจากขันให้แน่นแล้ว ประแจสามารถกลับด้านเพื่อปล่อยมุมเล็กๆ เพื่อขจัดแรงเค้นเพิ่มเติมนี้

หลังจากขันโบลท์ให้แน่นแล้ว หากทำงานภายใต้โหลดแบบสลับกันเป็นเวลานาน อาจคลายตัวได้เนื่องจากแรงขันก่อนขันลดลง ด้วยเหตุนี้จึงต้องมีมาตรการป้องกันการคลายตัว ที่ใช้กันทั่วไปคือ: แหวนรองล็อค, หมุดแยก, น็อตเจาะรู ฯลฯ วิธีการชุบทองแดงป้องกันการคลายตัวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในปีนี้ ซึ่งก็คือการชุบชั้นทองแดงที่มีความหนา 0.008 มม.~0.012 มม. บนส่วนเกลียวของสลักเกลียว ชั้นของทองแดงนี้มีรูปร่างผิดปกติทางพลาสติกหลังจากที่ขันโบลต์ให้แน่น เพื่อให้พื้นผิวที่เป็นเกลียวประสานกันและบรรลุวัตถุประสงค์ในการป้องกันไม่ให้น็อตคลายตัว