תרשים מורפולוגיה וגורמים של צורות שבר שונות של ברגים בעלי חוזק גבוה

השימוש בברגים בעלי חוזק גבוהנפוץ מאוד, כגון בחלל, מכונות נפט, מכוניות/משאיות גדולות וכו'. במהלך השימוש בברגים בעלי חוזק גבוה, מצב הכשל הנפוץ הוא שבר. מצב השבר של ברגים משתנה בהתאם לשימוש. חלק מהברגים בעלי חוזק גבוה הם שבר עייפות, חלקם שבר שביר וחלקם שבר פגום. בהתבסס על ההבנה שלנו לגבי השימוש במחברים וברגים, Zhonghua Standard Parts Network תשתף להלן דיאגרמות מורפולוגיות נפוצות של שברים וסיבות מתאימות לברגים בעלי חוזק גבוה.
דוגמה 1: דיאגרמת מורפולוגיה של צורת שבר עייפות של בורג בעל חוזק גבוה

איור 1 מציג את שבר העייפות של ברגים בעלי חוזק גבוה

ביניהם, שבר A הוא שבר רקיע, ושבר B הוא שבר עייפות. כאשר שבר עייפות ושבר קשיחות מתקיימים במקביל, שבר עייפות הוא השבר הראשון, כך שניתן להסיק שבורג הפלדה b הוא השבר הראשון. ההתאמה הרופפת של החוטים בקטע A~B של בורג B הביאה לריכוז מתח בעמדה B. עם הזמן, התפתחו בהדרגה מיקרו-סדקים תחת הלחץ המתחלף של סיבוב גל הארכובה, מה שהוביל בסופו של דבר לשבר עייפות רב-מקורות. לאחר שבריח פלדה B נשבר, בורג פלדה A לא היה מסוגל לשאת את הכוח שנוצר על ידי סיבוב גל הארכובה, וכתוצאה מכך שבר עומס יתר. לסיכום, ההתאמה הרופפת של החוטים בקטע A~B של Bבורג פלדהגרם לבלאי בהברגות של הבורג וחור הבורג באזור זה. גם בלוק האיזון וזרוע הארכובה השתחררו, וכתוצאה מכך נוצרו כתמי רטט מיקרו על משטח החיבור בין השניים. במקביל, ריכוז מתח מתרחש בעמדה B, ותחת הלחץ המתחלף של סיבוב גל הארכובה במשך זמן רב, נוצרים בהדרגה סדקים מיקרו, מה שמוביל בסופו של דבר לשבר עייפות רב-מקורות. לאחר שבריח הפלדה B נשבר, בורג הפלדה A אינו מספיק כדי לשאת את הכוח שנוצר על ידי סיבוב גל הארכובה, וכתוצאה מכך לשבר בעומס יתר, בלוק האיזון עף החוצה ונזק לרכיבי המנוע. השבר של ברגי פלדה קשור לכוח צירי הידוק לא מספיק של ברגי קיבוע בלוק האיזון במהלך ההתקנה.
דוגמה 2: דיאגרמת מורפולוגיה של צורת שבר שביר של בורג בעל חוזק גבוה

איור 2 מציג את השבר השביר של הבורג

ניתוח מקרוסקופי של משטח השבר של הבורג בעל החוזק הגבוה מראה שהבורג באיור 2 שייך למשטח שבר שביר. בדיקה נוספת של המאפיינים המכניים מגלה שמחווני הקשיות והחוזק של הבורג בעל החוזק הגבוה גבוהים יחסית, עם יחס תפוקה לחוזק גבוה של 0.95; ההתארכות, הצטמקות החתך ואנרגיית ההשפעה יורדים כולם באופן קבוע עם עליית החוזק והקשיחות. לָכֵן,ברגיםנתונים לכוח הידוק מראש, מתח מתחלף חוזר ועומסי רטט בלחץ גבוה במהלך הפעולה, ושבר שביר מתרחש לעתים קרובות במהלך השימוש באתר. נתוני הביצועים המכניים שנבדקו מראים כי יש צורך בשיפור קשיחות החומר. במקרה של קיבוע חומר, הפחתת מדד החוזק בצורה מתאימה כדי לשפר את הקשיחות היא סיבוב טוב. ניתן לפצות על חוזק ההקרבה על ידי הגדלת קוטר הבורג.
דוגמה 3: דיאגרמת מורפולוגיה של צורת שבר פגום של בורג בעל חוזק גבוה

איור 3 מציג את שבר הפגם של ברגים בעלי חוזק גבוה

איור 3: כאשר בורג בעל חוזק גבוה נשבר, הוא מתחיל להיסדק בשיפוע החריץ המשורשר עם רמה גבוהה של ריכוז מתח. לאתר התחלת הסדק יש קצוות קריעים רבים, בעיקר בצורת מחשוף, והוא מפגין מאפייני שבר בין-גרנוליים. הבורג נתון ללחץ
התרחשות של שבר בין-גרעיני. לאחר שהשבר מתחיל ממקור הסדק, הסדק מתפשט במהירות ובחוסר יציבות עד שהוא נשבר. נוכחותם של גרגרים גסים ופגמים בהפרדה בגבול התבואה בתוך החומר מובילה לירידה במתח המותר בפועל, שהוא גם תנאי מוקדם להתפשטות סדקים בלתי יציבה מהירה. היווצרותם של סדקים מיקרו קשורים להסרת גז וסיגים לא מלאים במהלך ההתכה. מומנט ההרכבה של הברגים משתנה מאוד, וקיימת תופעה של הידוק יתר; רדיוס הפינה המעוגלת במפרק ראש הבורג והמוט משתנה מאוד, וחלקם אינם עומדים בדרישות התקן. קיימת בעיה של שליטה לא יעילה על דיוק הממדים בתהליך ייצור הברגים.
במהלך תהליך ייצור הברגים, נמצאו פגמים כגון בלאי במשטח היוצר זווית R וסדקי עייפות תרמית על משטח העבודה שלבורג בעל חוזק גבוהתבנית מזח חמה. משטח התמיכה של התבנית היה שחוק וקרוב מאוד, וההתאמות נעשו עם סרט דבק. בנוסף, ערך R של מפרק מוט ראש הבורג לא נשלט באתר הייצור. פגמים אלו מונעים מהתבנית להבטיח יציבות מימדית כגון קואקסיאליות בורג וניצב, מה שעלול להשפיע על איכות המוצר ולהגביר את הסיכון לשבר בריח.