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Les boulons de bielle du moteur sont en acier allié à teneur moyenne en carbone ou en acier allié chrome-nickel-molybdène avec une limite d'élasticité élevée et une bonne ténacité aux chocs, tels que 35CrMo, 42Mn2V, 40MnB et 30Ni3Cr2Mo.
Le boulon de bielle supporte des contraintes variables, diverses mesures doivent donc être prises pour améliorer sa résistance à la fatigue et éviter des contraintes supplémentaires sur le boulon.
Les méthodes pour améliorer la résistance à la fatigue des boulons de bielle sont:
(1) Réduire la rigidité du boulon
La manière de réduire la rigidité du boulon à vis consiste à réduire le diamètre de la partie polie du boulon et à augmenter la longueur du boulon.
Il y a une concentration de contraintes au niveau de la racine du filetage, qui est le maillon faible du boulon. Du point de vue de la résistance de l'arbre et de la section du filetage, le diamètre de l'arbre peut être inférieur au diamètre du fond du filetage (généralement, le diamètre de l'arbre est approximativement égal à 0,8 fois le diamètre du filetage). Du point de vue de la réduction de la rigidité du boulon et de l'augmentation de la résistance à la fatigue du boulon, il est approprié de le faire.
Il est souligné ici que pour augmenter la rigidité des pièces connectées et améliorer ainsi la résistance à la fatigue des boulons de bielle, les rondelles souples doivent être évitées entre les pièces connectées et les rondelles élastiques ne doivent pas être utilisées.
(2) Améliorer la répartition de la charge du fil
La théorie et la pratique ont prouvé que dans la structure de connexion boulon-écrou, le matériau du corps principal du boulon subit une déformation en traction et le matériau du corps principal de l'écrou subit une déformation par compression pendant le travail. En conséquence, la répartition de la charge sur chaque cercle du filetage est extrêmement différente. Uniformément. Les données montrent qu'environ 65 % sont dus à la rupture par fatigue au niveau des premier et deuxième filets ronds à partir de la surface d'appui de l'écrou.
Afin d'améliorer la répartition de la charge du filetage, l'une des méthodes consiste à couper les premiers tours du filetage en un chanfrein de 10 à 15°. Étant donné que ces tours de filetage sont faciles à déformer, une partie de la charge est transférée aux filetages de chaque tour suivant, de sorte que la totalité de la charge soit répartie uniformément. Une autre façon d'améliorer la répartition de la charge du filetage consiste à utiliser un écrou de tension. Une fois l'écrou de tension utilisé, la direction de déformation de l'écrou est la même que celle du boulon et la charge sur chaque cercle du filetage est plus uniforme.
(3) Réduire la concentration du stress
Il est facile de produire une concentration de contraintes lors du changement de section et de provoquer une rupture par fatigue. Par conséquent, une transition de chanfrein en douceur doit être adoptée lors du changement de section. Le rayon du chanfrein du rond de transition ne doit généralement pas être inférieur à 0,2 fois le diamètre de la tige extérieure de transition.
(4) Améliorer la résistance du fil
Le filetage fin affaiblit moins la vis et la concentration des contraintes est meilleure que celle du filetage grossier. Par conséquent, les boulons de bielle utilisent généralement un filetage fin.
(5) Améliorer la qualité de surface des fils
La rugosité de la tige du boulon et du filet de transition doit généralement être inférieure à 0,04 ~ 0,08 um, et le filetage doit également être poli pour
0,04 ~ 0,08 um.
La racine du fil doit être roulée, car la surface métallique produit une couche refroidie et génère une contrainte de compression. De cette manière, les performances de type machine du matériau sont améliorées, la concentration de contrainte de traction à la racine du filetage est relâchée et la résistance à la fatigue du boulon est améliorée.
(6) Utilisez du fil à rouler au lieu de couper du fil
Dans le filetage tourné avec des barres, la fibre métallique interne est coupée et la résistance est réduite. Et le fil traité par la méthode de laminage, la continuité des fibres et la résistance du métal sont grandement améliorées. De même, la tête du boulon adopte la méthode de refoulement, qui peut maintenir la continuité de sa fibre métallique et sa haute résistance.
Le moment de flexion supplémentaire du boulon est réduit et des exigences particulières en matière de non-perpendularité sont définies pour la surface d'appui de la tête du boulon par rapport à l'axe médian du filetage, et pour la surface d'appui de l'écrou de bielle par rapport à l'axe médian du boulon. trou de boulon. Certaines données montrent que lorsque la non-perpendularité augmente de zéro à 2°, la limite de fatigue du boulon diminue de 40 %. Pour la tête de boulon spéciale qui empêche le boulon de tourner lors du serrage de l'écrou, des méthodes appropriées doivent être adoptées pour atteindre l'objectif de réduction du moment de flexion supplémentaire.
Lorsque le boulon est serré, en raison du couple de pré-serrage, une contrainte de cisaillement de torsion supplémentaire sera provoquée sur le filetage et la tige. Sa valeur peut parfois atteindre 30 à 80 % de la contrainte de pré-serrage, elle doit donc être évitée autant que possible. Habituellement, après le serrage, la clé peut être inversée pour libérer un petit angle afin d'éliminer cette contrainte supplémentaire.
Une fois les boulons serrés, s'ils travaillent sous des charges alternées pendant une longue période, ils peuvent se desserrer, car la force de pré-serrage est réduite. C'est pourquoi des mesures doivent être prises pour éviter le desserrage. Sont couramment utilisés : les rondelles de blocage, les goupilles fendues, les écrous à fente, etc. La méthode anti-desserrage du cuivrage a été largement utilisée cette année, qui consiste à plaquer une couche de cuivre d'une épaisseur de 0,008 mm ~ 0,012 mm sur la partie filetée du boulon. Cette couche de cuivre est déformée plastiquement après le serrage du boulon, de sorte que les surfaces filetées s'engagent les unes dans les autres et atteignent l'objectif d'empêcher l'écrou de se desserrer.