装置は,昼と夜間の温度差が大きく,または開始前と終了後の温度差が大きく,厳しい環境で動作する.熱膨張と冷たい収縮により,ボルトとスクリューの穴の緊縮性能が著しく影響されます.材料の熱膨張係数の違いが固定力の変化を直接決定する.螺栓とスクリューの穴の緊縮力に対する温度差の影響から始まります熱膨張差のメカニズムを分析し,温度差環境に適応するための設計と材料の選択を提案します.

1螺栓と螺栓の穴に対する温度差の影響機構

温度差の環境では,機器の各構成要素の熱膨張係数は異なります.拡張または縮小の度合いの不一致性のために追加のストレスを発生します主なメカニズムは以下のとおりです.

1.1 熱膨張の違いによるストレスの変化

異なる材料の熱膨張係数の違いは,ボルトとスクリューホールの相対的な移動につながります.プレテンション力の変化や緩まりを引き起こす.

昼と夜の温度差が大きい場合,設備の加熱または冷却速度は一貫しません.螺栓穴のストレスの不均等な分布を引き起こし,固定力の安定性に影響を与える可能性があります..

1.2 熱圧の濃度

装置の起動前と後に,温度差の突然の変化により,熱ストレスは局所的に集中します.螺栓と螺栓の穴の結合緊縮力には特に不利です:

糸根はストレスの濃度の領域であり,高温の膨張は材料のマイクロクラック膨張を引き起こす可能性があります.

薄壁の螺栓穴は,温度差による局所変形により,スレッド調整の緊密性を失う可能性が高い.

2圧縮力に対する温度差の特異的な影響

2.1 緊縮力の増加または減少

螺栓が螺栓の穴よりも早く膨張すると,固定力が増加し,螺栓のスリップまたは材料の局所的な出力につながる可能性があります.

螺栓の収縮速が螺栓の穴よりも速いとき,固定力が減り,松散または接続障害が発生する可能性があります.

2.2 熱疲労と周期的な負荷の影響

繰り返された温度サイクルは熱疲労現象を引き起こし,固定装置の使用寿命に影響を与えます.

材料表面の熱循環開始は,スレッド接触表面の微小亀裂の形成を強める.

ボルトの緩め 緩め力の変化が小小の滑り蓄積に伴い ボルトの自己緩めを引き起こす可能性があります.

3温度差環境の設計と材料選択に関する提案

3.1 適切な材料を選択する

温度差が大きい高熱膨張マッチング材料の環境では螺栓穴材料に近い熱膨張係数を持つボルトを選択する必要があります.例えば:

鋼と鋼の組み合わせ (例えば35 CrMo鋼のボルトとQ235の螺栓孔)

タイタン合金ボルトは軽量機器に使用されます

高温と低温耐性のある高熱耐性と低温強度のある材料,例えば高ニッケル合金 (Inconel 718) やマルテンシト性不?? 鋼 (17-4 PH).

3.2 螺栓の設計を最適化する

糸根の円角角は,糸根の円角角半径を増加させ,ストレスの濃度を軽減し,熱疲労耐性を向上させるために最適化されています.

壁の厚さは熱膨張の過程で構造安定性の要件を満たし,薄すぎたため螺栓穴の故障を避ける必要があります.

3.3 プレテンション力の正確な制御

温度差環境におけるプレテンションの設計と制御に不可欠:

動的負荷下では,性能安定したトルク制御ツールを使用する.

プレテンション設計は,極端な温度差によって引き起こされる負荷変化に適合するように最適化されています.

適正な材料の選択によって,ボルトや螺栓の固定力に対する温度差環境の影響は無視できない.設計と表面処理プロセスを最適化極端な環境でのボルトの性能と寿命が大幅に向上できます さらに,先進的な熱疲労モニタリング技術と組み合わせると,ボルト接続の故障リスクは効果的に予測できる設備の長期安定した運用を保証するためです