EN
Гексагоналдық қиманың инженерлік логикасы
Айналдырушы моментті тең тарату мен оптималды гаққа ұстау үшін симметрия
Алты қырлы болттар механикалық қызметін оптималдау үшін алты қырға ие болып жасалған. Симметриялық пішіндер болттарға күштік кілттердің 12 орыннан түсуін қамтамасыз етеді және болтты екі бағытта да оңай айналдыруға мүмкіндік береді. Дәл осы механикалық қызметі сондықтан бес қырлы болттар мен шаршы гайкалар төменгі сапалы болып саналады. Алты қырлы болттардың ішкі бұрышы 120 градусқа тең, бұл жүктеменің біркелкі таралуын қамтамасыз етеді және құралдың сынғанын, болттың тістерінің бұзылуын азайтады. Соңғы зерттеулерде жетілдірілген компьютерлік модельдеу әдісі арқылы симметриялық конструкциялардағы кернеудің асимметриялық аналогтарымен салыстырғанда 40%-ға азаятыны анықталды. Болттағы кернеудің біркелкі таралуы қосылыстың бекемдігін нығайтады, бұл 2022 жылғы «Materials Engineering» журналында құжатталған.
Кесінділер мен бұрыштар бойынша жүктеменің тепе-теңдігі қиылу мен созылу кернеуі әсерінде
Алтыбұрышты пішін шынында да тарту мен бүйірлік жүктемелер үшін кернеуді тиімдірек таратады. Алтыбұрышты бұрандалы болт тартылған кезде жүктеме орталықтан барлық алты бағытқа тең бөлінеді, бұл трещиналардың пайда болуын немесе таратылуын болдырмауға ықпал етеді. Бүйірлік жүктемелер үшін бұрыштар миниатюралық қосымша тіректер ретінде әрекет етеді, ал жазық жақтар тартылуға қарсы тұрады. Бұл конструкция алтыбұрышты болттардың динамикалық жүктемелер мен тербелістер кезінде жақсырақ жұмыс істеуін қамтамасыз етеді; өнеркәсіптік машиналар бойынша сынақтарда олардың әсері сегізбұрышты болттарға қарағанда шамамен 25% жоғары. Сонымен қатар, алтыбұрышты болттар жоғары қысу күштері әсер еткен кезде деформацияға тұрақтырақ болады және тербелмелі температура циклдары кезінде бүтіндігін сақтауға тұрақтырақ. Осы себептерге байланысты көптеген өнеркәсіптік өндірушілер қауіпсіздікке әсер ететін қолданбалар үшін алтыбұрышты болттарды қолдануды жалғастырады.
Өнеркәсіпте басқа маркалармен салыстырғанда алтыбұрышты болат материалдарының өнімділігі
Көміртекті және қорытпалы болаттар: статикалық және динамикалық жүктемелер үшін әсерлі созылу беріктігі мен усталыққа төзімділігі
Көміртекті болаттан жасалған алтықырғақ бұрандалар көптеген басқа қарсылас өнімдерге қарағанда беріктеу (120 ksi-ден астам) және ASTM A325 стандарттарына сай келеді. Олардың беріктігі салдарынан олар көпірлер сияқты керілу құрылымдарын құру үшін міндетті түрде қолданылады. Болатқа хром мен молибден қосылуы және қорытпалы болаттардың алуы осы беріктікті жеңілдікпен 150 ksi-ден астам деңгейге көтереді. Бұл беріктік диапазоны автомобиль құрылысында да маңызды, себебі двигатель компоненттері миллиондаған рет қайталанатын тербеліс пен тозу циклына үнемі ұшырайды. Бұл бұрандалардың өндіріс процесі біркелкі микрқұрылым алуға бағытталған, ал бұл — бұранданың алты жағы бойынша тепе-тең жүктеме таратылуын қамтамасыз етуге негіз болады. Бұл сипаттама инженерлерге қосымша жүктеме тудырады, себебі тепе-тең жүктеме таратылуы бұрандалардың орнату кезінде және пайдалану барысында иілуі мен сынғыштығын болдырмауға ықпал етеді.
Коррозияға төзімді және құрылымдық бекемділігі бар аустенитті болаттар, супер дуплекс болаттар және титантың алтыбұрышты болттары
Хлоридтердің шамамен 500 миллионнан бір бөлігі (ppm) концентрациясында ASTM F593 стандарттарына сай келетін аустениттік коррозияға төзімді болаттардың 304 және 316 маркалары оны көтере алады. Бұл қасиет осы болаттарды теңіз ортасы үшін ерекше қолайлы етеді. Теңіз ортасындағы бекіткіштердің көпшілігінің ақауы тұзды суға ұзақ уақыт бойы әсер етуінен пайда болады. Супер дуплексты алтыбұрышты болаттарда хромның шамамен 25%-ы және молибденнің 7%-ы бар. Бұл қосылыс әдеттегі коррозияға төзімді болаттарға қарағанда 3 есе жоғары тесік тәрізді коррозияға төзімділік береді. Аэроғарыш саласында қолданылатын титаннан жасалған алтыбұрышты болттар да қабылданған альтернатива болып табылады. 160 ksi керілу күші әсерінен бұл бекіткіштер тұрақты қалады, ал олардың салмағы болат бөлшектердің салмағының шамамен 50%-ын құрайды. Аэроғарыш саласында қолданылатын материалдар жоғары беріктік пен төмен салмақ қасиеттерін бірдей қанағаттандыруы тиіс, ал титан осы екі талапты да қанағаттандырады. Сапалық сынақтар тұзды шашырату камерасында мыңдаған сағат бойы әсер еткеннен кейін бұл материалдардың тиімділігін көрсетті.
Шынайы әлемдегі тексеру: Гексагоналды болат бекітпе бұрандаларының сенімділігі
Уақыт өте келе өнімділік: Құрылыс, автокөлік және теңіз қолданысы
Сенімді байланыстарды қамтамасыз ету кезінде қателерге орын жоқ, сондықтан алтыбұрышты болттар мен гайкалар бірінші таңдау болып табылады. Биік ғимараттар осы болттарға сүйенеді, өйткені олардың алты қыры бар басы қосылыс арқылы жүкті біркелкі таратуға мүмкіндік береді. Мысалы, ASTM F3125 стандарты бойынша A490 сыныбындағы болттар зілзала кезінде 150 ksi-тен астам кесу күшіне шыдай алады; бұл өткен жылы ASTM International ұйымы жүргізген зерттеудің нәтижесі болды. Автомобиль инженерлері де қозғалтқыштың тербелістеріне шыдай алатын жоғары сапалы болттарға сүйенуге мәжбүр. Националдық автокөлік қауіпсіздігін бақылау қызметі (NHTSA) жүргізген зерттеулерге сәйкес, жоғары дәрежедегі бекіткіштердің ұстағыштығын сақтай алатын болттар жоғары деңгейдегі тербеліс жағдайларында детальдардың ақаулығын 12% азайтады. Теңіз инженерлері, өз кезегінде, ASTM A193 стандарты бойынша B8M сыныбындағы коррозияға төзімді болттарды пайдаланады. Бұл болттар тұзды суға бес жыл батырылғаннан кейін өз беріктігінің шамамен 98%-ын сақтайды және сонымен қатар «саңылаулы коррозия» деп аталатын бекіткіштердің коррозиясына ұшырамайды. Осы нақты мысалдар қорғасыздану қаупі бар және конструкциялық беріктік ең маңызды болып табылатын салаларда алтыбұрышты болттар мен гайкалардың негізгі құрылыс материалы ретінде қолданылуын түсіндіреді.
Неге алтықырлы болттарды шаршы немесе бесқырлы гайкалармен салыстырғанда таңдау керек?
Алтықырлы болттарда он екі тірек нүктесі бар, олар жақсы ұстауға және сырғанаусыз бұруға мүмкіндік береді. Ал шаршы болттар мен бесқырлы гайкаларда осы сандың тек бөлшегі ғана бар.
Алтықырлы болттар үшін қандай материалдар қолданылады?
Алтықырлы болттар коррозияға төзімділік, салмақ және басқа факторларға байланысты әртүрлі қолданыстар үшін көміртекті және қоспалы болаттар, шымыр болаттар, супер дуплекс болаттар және титанмен қолданылады.
Алтықырлы болттар арқылы қандай түрде керілулер таратылады?
Алтықырлы пішін керілулерді біркелкі таратуға мүмкіндік береді, бұл трещиналардың пайда болуына қарсы тұрады және кесу мен созылу керілулерін басқаруды жақсартады.