Mikä on lämpövaikutus esikuormitettuihin pulttiliitoksiin?
Haitalliset vaikutukset pulttiliitoksiin
Yli 250 °C:n käyttölämpötilat laukaisevat seos- ja rakennusteräksessä virumaksi ja relaksaatioksi kutsutun ilmiön. Siksi vaikka pultit esikuormitetaan elastisessa tilassa käyttölämpötilassa, osa esikuormituksesta vapautuu suhteessa teräskiinnikkeen myötölujuuden alenemiseen.
Lämpötilavaihtelujen vuoksi osat ja kiinnikkeet laajenevat ja supistuvat eri laajuuksilla riippuen lämpötilan muutosnopeudesta, osien massasta ja koosta, metallien johtavuudesta ja kunkin yksittäisen materiaalin laajenemiskertoimesta. Nämä erot materiaalien välisessä suhteellisessa laajenemisessa tai supistumisessa muodostavat vaihtelua liitoksen esikuormitukseen. Usein esikuormituksen vaihtelun enimmäislaajuus tapahtuu siirtymätiloissa.
Lämpövuorottelu voi aiheuttaa myös lämmöstä johtuvaa rasitusta, koska kaikki alueet eivät laajene samalla laajuudella. Kuumempien ja kylmempien alueiden välisiin rajoihin kohdistuu lisärasitus, joka voi johtaa materiaalin paikalliseen väsymiseen. Lämpötilan ollessa vakaa ja yhtenäinen kaikissa osissa suositellaan kuitenkin käytettävän laajenemiskertoimiltaan samanlaisia materiaaleja, jotta kiristysvoiman vaihtelu jää mahdollisimman pieneksi. Vaihtelu voidaan myös huomioida liitoksen suunnittelussa.
Nämä haasteet voidaan selvittää noudattamalla huippuluokan ohjeistusta suunnittelusäännöistä, materaalivalinnoista ja liitoslaskelmista:
- Varmistetaan oikeat materiaalivalinnat huomioimaan mekaanisten ominaisuuksien käyttäytyminen käyttölämpötilassa, jotta vältetään jyrkät metallurgiset muutokset kuten saostumat, vanhennus tai lämpökäsittely (esim. karkaisu tai hehkutus).
- Tarkistetaan, ettei kuormituksen vaihtelu aiheuta liiallista rasitusta johtuen käyttökuormituksista ja eroista lämpölaajenemisessa (tai -supistumisessa) lämpövuorottelun aikana.
- Ennakoidaan, kuinka paljon esikuormituksesta häviää viruman ja relaksaation kautta.
Nord-Lock Groupin kokemus ja ratkaisut
Nord-Lock Groupin tuotteita kiilalukittuvista aluslevyistä monipulttikiristimiin käytetään usein äärimmäisissä ympäristöissä.
Opastettaessamme asiakkaita tuotteiden valinnassa, tuotesuunnittelussa ja liitosten suunnittelussa noudatamme huippuluokan ohjeistusta, joilla tuotetaan ruuviliitoksiin turvalliset ja kestävät komponentit. Tarkastamme, että materiaalivalinnoissa huomioidaan käyttölämpötilat ja korroosio- ja virumariskit.
Seuraavaksi tarkastelemme esikuormituksen vaihteluväliä ympäristön lämpötilassa käytössä olevaan jäännöskuormitukseen(tai lisäkuormitukseen). Tarvittaessa käytetään pinnoitusta, voitelua ja kuivakalvoja. Autamme käyttäjiä myös suunnitteluvaiheessa välttämään kaikki itse liitoksen pettämisriskit.
