패스너에 사용되는 자동차 커넥팅로드 볼트의 구조 선택
엔진의 커넥팅로드 볼트는 35CrMo, 42Mn2V, 40MnB 및 30Ni3Cr2Mo와 같이 높은 항복 강도와 우수한 충격 인성을 갖춘 중탄소 합금강 또는 크롬-니켈-몰리브덴 합금강으로 만들어집니다.
커넥팅 로드 볼트는 다양한 응력을 견디므로 피로 강도를 개선하고 볼트에 추가적인 응력이 가해지지 않도록 다양한 조치를 취해야 합니다.
커넥팅로드 볼트의 피로강도를 향상시키는 방법은 다음과 같다.:
(1) 볼트의 강성을 줄인다
스크류 볼트의 강성을 줄이는 방법은 볼트의 연마된 부분의 직경을 줄이고 볼트의 길이를 늘리는 것입니다.
볼트의 약한 고리인 나사산 루트에 응력 집중이 발생합니다. 샤프트와 나사 단면의 강도 측면에서 샤프트 직경은 나사 뿌리 직경보다 작을 수 있습니다(일반적으로 샤프트 직경은 나사 직경의 약 0.8배입니다). 볼트의 강성을 줄이고 볼트의 피로강도를 높이는 관점에서 보면 그렇게 하는 것이 적절하다.
여기서는 연결부분의 강성을 높여 커넥팅로드볼트의 피로강도를 향상시키기 위해서는 연결부분 사이에 소프트와셔를 피하고, 스프링와셔를 사용하지 말아야 함을 지적하고 있다.
(2) 스레드의 하중 분포를 개선합니다.
볼트-너트 연결 구조에서 작업 중에 볼트 본체 재료는 인장 변형을 받고, 너트 본체 재료는 압축 변형을 겪는다는 것이 이론과 실습을 통해 입증되었습니다. 결과적으로 스레드의 각 원에 대한 하중 분포는 매우 다릅니다. 고르게. 데이터에 따르면 약 65%가 너트 지지 표면의 첫 번째 및 두 번째 원형 나사산에서 피로 파괴되는 것으로 나타났습니다.
나사산의 하중 분포를 개선하기 위한 방법 중 하나는 나사산의 처음 몇 바퀴를 10~15° 모따기로 절단하는 것입니다. 이러한 스레드 회전은 변형되기 쉽기 때문에 하중의 일부가 각 후속 회전의 스레드로 전달되어 전체 하중이 고르게 분산됩니다. 나사산 하중 분포를 개선하는 또 다른 방법은 텐션 너트를 사용하는 것입니다. 텐션 너트를 사용한 후 너트의 변형 방향은 볼트의 변형 방향과 동일하며 나사산의 각 원에 가해지는 하중은 더 균일합니다.
(3) 응력집중 감소
단면 변경시 응력집중이 발생하기 쉽고 피로파괴가 발생하기 쉽습니다. 따라서 단면 변경 시 부드러운 모따기 전환이 채택되어야 합니다. 트랜지션 라운드 모따기의 반경은 일반적으로 트랜지션 외부 로드 직경의 0.2배 이상이어야 합니다.
(4) 실강도 향상
가는 나사는 나사의 약화가 적고, 굵은 나사보다 응력 집중이 좋습니다. 따라서 커넥팅로드 볼트는 일반적으로 가는 나사산을 사용합니다.
(5) 실의 표면 품질 향상
볼트축과 트랜지션 필렛의 거칠기는 일반적으로 0.04~0.08um 이하이어야 하며 나사산도 연마하여 0.04~0.08um 이하로 해야 합니다.
0.04~0.08um.
금속 표면이 차가운 층을 생성하고 압축 응력을 생성하기 때문에 실의 뿌리를 말려야 합니다. 이러한 방식으로 재료의 기계 성능이 향상되고 나사산 뿌리의 인장 응력 집중이 완화되며 볼트의 피로 강도가 향상됩니다.
(6) 절단실 대신 롤링실을 사용한다.
스톡 바를 사용하여 회전한 나사에서는 내부 금속 섬유가 절단되어 강도가 감소합니다. 그리고 압연방식으로 가공된 실은 섬유의 연속성과 금속의 강도가 훨씬 향상됩니다. 마찬가지로 볼트 헤드는 금속 섬유의 연속성과 높은 강도를 유지할 수 있는 업세팅(upsetting) 방법을 채택합니다.
볼트의 추가 굽힘 모멘트가 줄어들고 나사산 중심선을 기준으로 한 볼트 머리의 지지 표면과 나사 중심선을 기준으로 한 커넥팅 로드 너트의 지지 표면에 대해 비직각성에 대한 특별 요구 사항이 설정됩니다. 볼트 구멍. 일부 데이터에 따르면 비수직도가 0에서 2°로 증가하면 볼트의 피로 한계가 40% 감소합니다. 너트를 조일 때 볼트가 회전하는 것을 방지하는 특수 볼트 머리의 경우 추가 굽힘 모멘트를 줄이는 목적을 달성하기 위해 적절한 방법을 채택해야 합니다.
볼트를 조이면 사전 조임 토크로 인해 나사산과 로드에 추가적인 비틀림 전단 응력이 발생합니다. 그 값은 체결 전 응력의 30~80%에 도달할 수 있으므로 가능한 한 피해야 합니다. 일반적으로 조인 후 렌치를 반대로 돌려 작은 각도를 풀어 이러한 추가 응력을 제거할 수 있습니다.
볼트를 조인 후 장기간 교번 하중을 가하면 사전 조임력이 감소하기 때문에 볼트가 느슨해질 수 있습니다. 이러한 이유로 느슨해짐을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다. 일반적으로 사용되는 것은 잠금 와셔, 분할 핀, 슬롯형 너트 등입니다. 볼트의 나사산 부분에 0.008mm~0.012mm 두께의 구리층을 도금하는 구리 도금 풀림 방지 공법이 올해 널리 사용되었습니다. 이 구리 층은 볼트를 조인 후 소성 변형되어 나사산 표면이 서로 맞물려 너트가 풀리는 것을 방지하는 목적을 달성합니다.
