Ο εξοπλισμός λειτουργεί σε σκληρό περιβάλλον με μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας ή υπό συνθήκες μεγάλης διαφοράς θερμοκρασίας πριν και μετά την εκκίνηση,και η απόδοση σφίξης των βρόχων και των τρυπών βίδας θα επηρεαστεί σημαντικά λόγω της θερμικής επέκτασης και της ψυχρής συστολήςΙδιαίτερα για το σενάριο εφαρμογής της λεπτής τοιχογραφίας, η διαφορά του συντελεστή θερμικής επέκτασης του υλικού καθορίζει άμεσα την αλλαγή της δύναμης στερέωσης.Αυτή η εργασία θα ξεκινήσει με την επίδραση της διαφοράς θερμοκρασίας για τη δύναμη σύσφιξης του βρόχου και βίδα τρύπα, να αναλύσει τον μηχανισμό της διαφοράς θερμικής διαστολής και να προτείνει το σχέδιο και την επιλογή υλικού για να προσαρμοστεί στο περιβάλλον διαφοράς θερμοκρασίας.

1Ο μηχανισμός επιρροής της διαφοράς θερμοκρασίας στις βίδες και τις τρύπες βιδών

Στο περιβάλλον διαφοράς θερμοκρασίας, ο συντελεστής θερμικής διαστολής κάθε στοιχείου του εξοπλισμού είναι διαφορετικός,και οι βίδες και οι τρύπες βίδες θα παράγουν πρόσθετη πίεση λόγω της ασυνέπειας του βαθμού επέκτασης ή συρρίκνωσηςΟι κύριοι μηχανισμοί περιγράφονται ως εξής:

1.1 Αλλαγή στρες που προκαλείται από τη διαφορά θερμικής διαστολής

Διαφορά υλικού στον συντελεστή θερμικής διαστολής Η διαφορά στον συντελεστή θερμικής διαστολής διαφορετικών υλικών μπορεί να οδηγήσει στη σχετική μετατόπιση μεταξύ βρόχων και τρυπών βίδες,που προκαλεί την αλλαγή ή χαλάρωση της δύναμης προτάσεως.

Όταν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας είναι μεγάλη, ο ρυθμός θέρμανσης ή ψύξης του εξοπλισμού δεν είναι σταθερός,που μπορεί να οδηγήσει σε άνιση κατανομή των πιέσεων στην τρύπα βίδας και να επηρεάσει τη σταθερότητα της δύναμης στερέωσης.

1.2 Συγκέντρωση θερμικής πίεσης

Πριν και μετά την έναρξη λειτουργίας του εξοπλισμού, η θερμική πίεση συγκεντρώνεται σε τοπικές περιοχές λόγω της ξαφνικής αλλαγής της διαφοράς θερμοκρασίας,που είναι ιδιαίτερα δυσμενής για τη δύναμη σύσφιξης των βρόγχων και των τρυπών βίδας:

Η ρίζα του νήματος είναι η περιοχή συγκέντρωσης άγχους και η επέκταση υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει την επέκταση μικροσχισμών του υλικού.

Οι τρύπες με λεπτό τοίχωμα είναι πιο πιθανό να χάσουν την σφιχτότητα του συντονισμού της κλωστής λόγω της τοπικής παραμόρφωσης που προκαλείται από τη διαφορά θερμοκρασίας.

2- Ειδική επίδραση της διαφοράς θερμοκρασίας στη δύναμη σύσφιξης

2.1 Αύξηση ή μείωση της δύναμης σύσφιξης

Όταν ο βρόχος επεκτείνεται ταχύτερα από την τρύπα της βίδες, η δύναμη στερέωσης αυξάνεται, η οποία μπορεί να οδηγήσει στην έλξη του βρόχου ή την τοπική απόδοση του υλικού.

Όταν ο ρυθμός συστολής του βρόχου είναι ταχύτερος από την τρύπα της βίδα, η δύναμη στερέωσης μειώνεται και μπορεί να συμβεί χαλάρωση ή βλάβη σύνδεσης.

2.2 Επιπτώσεις της θερμικής κόπωσης και του κυκλικού φορτίου

Οι επαναλαμβανόμενοι κύκλοι θερμοκρασίας μπορούν να προκαλέσουν φαινόμενο θερμικής κόπωσης και να επηρεάσουν τη διάρκεια ζωής των συσσωρευτών:

Ο θερμικός κύκλος έναρξης της επιφάνειας του υλικού εντείνει την ανάπτυξη μικροτρυπών στην επιφάνεια επαφής του νήματος.

Η χαλάρωση του μπουρνού μπορεί να οδηγήσει σε αυτο-χαλάρωση του μπουρνού.

3Προτάσεις σχεδιασμού και επιλογής υλικών για το περιβάλλον διαφοράς θερμοκρασίας

3.1 Επιλογή κατάλληλων υλικών

Σε περιβάλλον υλικού υψηλής θερμικής διαστολής με μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας,πρέπει να επιλέγονται οι βίδες με συντελεστή θερμικής διαστολής κοντά στο υλικό της τρύπας βίδαςΓια παράδειγμα:

Συνδυασμός χάλυβα και χάλυβα (π.χ. βρόγχος από χάλυβα 35 CrMo και τρύπες βίδες Q235)

Οι βίδες από κράμα τιτανίου χρησιμοποιούνται για ελαφρύ εξοπλισμό

Υλικά υψηλής και χαμηλής αντοχής σε θερμοκρασίες με υψηλή αντοχή στη θερμότητα και αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες, όπως κράμα νικελίου υψηλής αντοχής (Inconel 718) ή μαρτενσιτικός ανοξείδωτος χάλυβας (17-4 PH).

3.2 Βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των τρυπών και των βρόχων

Η κυκλική γωνία της ρίζας νήματος είναι βελτιστοποιημένη για να αυξήσει την κυκλική ακτίνα γωνίας της ρίζας νήματος, να μειώσει τη συγκέντρωση άγχους και να βελτιώσει την αντοχή στη θερμική κόπωση.

Το πάχος του τοίχου πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις της δομικής σταθερότητας κατά τη διαδικασία θερμικής επέκτασης, ώστε να αποφευχθεί η αποτυχία της τρύπας βίδας λόγω της πολύ λεπτής.

3.3 Ακριβής έλεγχος της δύναμης πίεσης

Κρίσιμα για τον σχεδιασμό και τον έλεγχο της τάσης σε περιβάλλον διαφοράς θερμοκρασίας:

Χρησιμοποιήστε εργαλείο ελέγχου ροπής σταθερής απόδοσης υπό δυναμικό φορτίο.

Ο σχεδιασμός της προετοιμασίας είναι βελτιστοποιημένος ώστε να είναι συμβατός με τις αλλαγές φορτίου που προκαλούνται από ακραίες διαφορές θερμοκρασίας.

Η επίδραση του περιβάλλοντος διαφοράς θερμοκρασίας στη δύναμη στερέωσης των βρόχων και των τρυπών βίδας δεν μπορεί να αγνοηθεί.βελτιστοποιημένη σχεδίαση και διαδικασία επεξεργασίας επιφάνειας, η απόδοση και η διάρκεια ζωής των βρόχων σε ακραίες συνθήκες μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά.ο κίνδυνος βλάβης της σύνδεσης βρόχου μπορεί να προβλεφθεί αποτελεσματικά, ώστε να εξασφαλίζεται η μακροχρόνια σταθερή λειτουργία του εξοπλισμού.