قد تكون الوردة بالمقاس الصحيح ومع ذلك غير مناسبة لوصلة محملة. تحت الصامولة، يجب أن تقاوم الانغراز الموضعي. وتحت الوردة، يجب أن تدعم الوصلة الحمل دون تشوه دائم مفرط. زيادة صلادة الوردة تعالج التلامس الأول؛ بينما يظل سمكها والمادة الداعمة مهمين عند الثاني.
للوردة الفولاذية القياسية، ابدأ بفئة الصلادة المحددة لنظام الوردة والبرغي. ولوصلة من سبيكة خاصة أو خاصة برسم، اختر مادة الوردة وحالتها مع هندسة ارتكازها والحمل ودرجة الحرارة. لا يوجد رقم صلادة واحد يجعل كل وردة مناسبة لبرغي A-286 أو Inconel 718.
ما معنى 200 HV و300 HV؟
يرمز HV إلى صلادة فيكرز. وفي تعيين الوردة، قد تدل «200 HV» على فئة صلادة، لا على اشتراط أن تقرأ كل نتيجة اختبار 200 تماماً. فمثلاً، يغطي ISO 7089:2000 وردات مسطحة من السلسلة العادية ودرجة المنتج A. ولفئات ورداته الفولاذية النطاقات والاقترانات المقصودة التالية. [1]
تنطبق الاقترانات أدناه على البراغي السداسية من درجتي المنتج A/B والصواميل السداسية المقابلة ضمن ISO 7089:2000. ولا تحدد اقتراناً لمثبتات 12.9 أو A-286 أو سبائك النيكل.
| فئة الصلادة | النطاق المحدد | الاقتران ضمن نطاق هذا المعيار |
|---|---|---|
| 200 HV | 200–300 HV | براغٍ حتى الفئة 8.8؛ وصواميل حتى الفئة 8. |
| 300 HV، مقسّاة ومراجَعة حرارياً | 300–370 HV | براغٍ حتى الفئة 10.9؛ وصواميل حتى الفئة 10. |
تفيد هذه الأمثلة عندما يذكر وصف الشراء «وردة مسطحة M12» فقط. فهي تميز وردات قد تتشابه بصرياً لكن تختلف متطلبات قبولها. ويشترط ISO 7089 نفسه التحقق من الملاءمة عند تثبيت مواد لينة أو استخدام ثقوب خلوص كبيرة. وينبغي أخذ متطلبات الوردات البوصية من المواصفة البوصية المنطبقة، مثل نوع الوردة المعني في ASME B18.21.1، لا بتحويل هذا الجدول المتري. [1] [2]
لفحص الاستلام، يحتاج التقرير إلى النطاق المحدد ومقياس الاختبار والطريقة المنطبقة، بما يشمل قوة الاختبار وموضعه المطلوبين. وتترك تسمية المورد «مقسّاة» هذه الأسئلة مفتوحة. الصلادة وهوية السبيكة والمعالجة الحرارية معلومات مترابطة، لكن أياً منها ليس بديلاً كاملاً للآخرين.
لماذا قد تترك وردة صلبة انبعاجاً رغم ذلك؟
يضغط رأس المسمار أو الصامولة على أحد وجهي الوردة، وتؤثر الوصلة الداعمة بقوة رد فعل على الوجه الآخر. وقد تقتصر منطقة التلامس العلوية على جزء صغير فقط من النطاق الكلي للوردة الذي يحدده قطرها الخارجي. ومع انتقال الحمل عبر الوردة، يؤثر انحناؤها والدعم المحيط بالثقب في مواضع تركز الضغط.
| التغير الملحوظ | ما يستدعي التحقق منه |
|---|---|
| تجويف في الوردة تحت الرأس أو الصامولة | صلادة الوردة وحالتها ومساحة تلامس الرأس/الصامولة الفعلية والحمل الزائد الموضعي وهندسة الارتكاز. |
| تنحني الوردة أو تصبح مقعرة حول الثقب | السمك والامتداد غير المدعوم ومقاس الثقب وشكل المقعد والحمل، إلى جانب مادة الوردة. |
| تنغرز المادة الداعمة تحت وردة تبدو سليمة | المادة الداعمة وحالتها ومساحة الارتكاز الفعالة وضغط التلامس ودرجة حرارة الخدمة. |
درس Morozumi وزملاؤه هذه الهندسة بالعناصر المحدودة المرنة واللدنة لوصلات M10 مع وردات فولاذ كربوني معالجة حرارياً ودعامات فولاذ طري. قارن نموذجهم سماكات وردات 2 و4 و6 mm وتوليفتين للثقب والوردة. قللت الوردات الأسمك التشوه الدائم في التكوينات المدروسة؛ كما قلل ثقب الدعم الأصغر التشوه الدائم رغم تساوي متوسط الضغط الاسمي. وهذا يفسر لماذا قد يغفل تغيير الصلادة وحدها السبب. أبعاد النموذج هذه ليست سماكات موصى بها لوصلات أخرى. [3]
خلوص نصف قطر الوصل تفصيل آخر يسهل إغفاله. إذا اصطدم ثقب الوردة بنصف القطر تحت رأس البرغي، فقد لا يتكون سطح الارتكاز المسطح المقصود مطلقاً. يناقش NASA-STD-5020B هذا الخلوص في البند 4.7.3. وهو فحص هندسي مفيد إلى جانب رسم الوردة. [4]
ما الذي يخبرك به حساب الضغط
حساب افتراضي. قوة 20,000 N موزعة بانتظام على حلقة مسطحة مدعومة بالكامل بقطر خارجي 24 mm وثقب 13 mm تعطي:
A = π/4 × (24² − 13²) = 319.7 mm²
متوسط الضغط = 20,000 / 319.7 = 62.6 MPa
هذا وصف أولي مفيد للحمل والمساحة المفترضة، وليس ضغط الذروة عند حافة الثقب أو تنبؤاً بالانغراز. فقد تنحني الوردة الرقيقة ويفقد جزء من سطحها التلامس. وتوضح دراسة JSME لماذا قد يتشوه ترتيبان بمتوسط الضغط الاسمي نفسه بصورة مختلفة. ولا يفيد القطر الخارجي الأكبر إلا عندما تستطيع الوردة نقل الحمل إلى المساحة المدعومة الإضافية. [3]
لا تقارن 62.6 MPa مباشرةً بتعيين فئة 200 HV وتعتبر النتيجة فحص قبول. تصف صلادة فيكرز مقاومة الانغراز في الاختبار. وتظل الوردة والوصلة بحاجة إلى تقييم للتلامس والتشوه باستخدام هندستهما الفعلية واستجابة مادتيهما والحمل.
كيف قد يقلل الانغراز حمل التثبيت
يطيل الشد البرغي ويضغط الوصلة. وإذا تعرض سطح ارتكاز لاحقاً لتشوه دائم، تصغر المسافة التي يمسك بها البرغي الممدود ويتحرر بعض استطالته. ويمكن أن ينخفض حمل التثبيت دون دوران الصامولة. ويُعوّض بعض الاستقرار الأولي للأسطح مع تقدم الشد إلى الإعداد النهائي. أما التشوه المستمر بعد ذلك فيحرر استطالة البرغي دون شد إضافي، فيخفض حمل التثبيت المتبقي.
في درجات الحرارة المرتفعة، قد يستمر تشوه المكوّن الداعم مع الزمن. قاس Jaglinski وزملاؤه فقد حمل البراغي في وصلات محركات من ألومنيوم مصبوب بالقوالب ومثبتة ببراغٍ فولاذية عند 220–260°C. وتبين تجاربهم ونمذجتهم أهمية مادة الوصلة وتاريخ الحرارة والتحميل السابق. لم يقارنوا فئات صلادة الوردات؛ والدرس المعني أن الوردة الصلبة وحدها لا تمنع التشوه المعتمد على الزمن في موضع آخر من وصلة ساخنة. [5]
لا تدل العلامة المرئية على مقدار الحمل المفقود. حدد السطح المتغير واحتفظ بالقطع وسجلات الحمل والشد، وقيّم ما إذا كان التشوه ما زال مستمراً. فمجرد إعادة العزم السابق قد ينتج شداً مختلفاً إذا تغير الاحتكاك أو الارتكاز. ويوضح دليل حمل الشد المسبق والزحف المشكلة الأوسع للاحتفاظ بالحمل.
ما ينبغي إدراجه في استفسار الوردة
بالنسبة إلى الوردة المسطحة القياسية، اذكر المعيار وإصداره والمقاس والمادة وفئة الصلادة والتشطيب. ولوردة خاصة برسم، أدرج قطر الثقب والقطر الخارجي والسمك والتفاوتات والاستواء وأي شطفة. أضف نطاق الصلادة ومتطلبات الفحص بدلاً من الاعتماد على كلمة «مقسّاة».
عند اختيار بديل أو وردة لـ برغيمن سبيكة خاصة، أرسل تفصيل ارتكاز الرأس/الصامولة والمادة الداعمة وأبعاد الثقب ومتطلب حمل التثبيت أو الشد المعتمد ودرجة حرارة الخدمة. تتيح هذه التفاصيل اختياراً يعالج السطح الذي يحتاج فعلياً إلى الحماية.