Todos sabemos que en conexiones de pernos importantes,pernosnecesitan ser apretados, y este apriete tiene indicadores de evaluación cuantitativa, es decir, par de apriete (o ángulo de rotación, etc.). Diferentes pernos tienen diferentes pares de apriete en diferentes aplicaciones. Incluso para pernos de la misma especificación, diferentes fabricantes, precisión, recubrimientos de lubricación, el par de apriete de los pernos es diferente, porque al diseñar pernos, queremos obtener la fuerza de preapriete de los pernos. Apretar pernos es solo uno de los métodos para realizar preapriete de pernos. Un propósito importante de aplicar la fuerza de preapriete es mejorar la vida de fatiga de los pernos. ¿Por qué aumenta la vida de fatiga de los pernos después de la precarga?
En primer lugar, ¿cuáles son los factores que afectan la vida de fatiga de los pernos? Resistencia a la fatiga de los materiales, amplitud de la tensión alterna en los pernos, tensión media, frecuencia del ciclo de tensión. Para la misma aplicación específica, la única forma de prolongar la vida de fatiga de los pernos sin cambiar la especificación del perno es reducir la amplitud de la tensión alterna o reducir la tensión promedio.
Echemos un vistazo a la fuerza del perno bajo la misma carga externa cuando el perno está apretado y no apretado respectivamente.
1. Cuando el perno no aplica fuerza de preapriete (solo se pega cada superficie de conexión)
Bajo esta condición de trabajo, debido a que la fuerza de preapriete del perno es muy pequeña, cuando la pieza de trabajo está bajo tensión, las superficies de conexión de la pieza de trabajo se separan entre sí. La tensión, la fuerza del perno y la fuerza de palanca forman un sistema de fuerza de equilibrio de palanca, y la fuerza del perno aumenta proporcionalmente con el aumento de la fuerza externa. En este caso, la relación correspondiente entre la fuerza de tracción y la fuerza del perno se muestra en la figura 2-curva 2
La fuerza del perno aumenta obviamente con el aumento de la fuerza externa.
2. Cuando se aplica una fuerza de preapriete altornillo
Bajo esta condición de trabajo, debido a que la fuerza de preapriete del perno es lo suficientemente grande, cuando las superficies de conexión están bajo presión, cuando la pieza de trabajo está bajo tensión, la presión entre las superficies de conexión de la pieza de trabajo comienza a disminuir. Cuando la tensión alcanza un cierto grado, la presión entre las superficies de conexión es cero y comienza a separarse entre sí. Antes de eso, la fuerza del perno cambia lentamente, y luego la tensión, la fuerza del perno y la fuerza de palanca forman un sistema de fuerza de equilibrio de palanca, y la fuerza del perno aumenta proporcionalmente con el aumento de la fuerza externa. En este caso, la relación correspondiente entre la fuerza de tracción y la fuerza del perno se muestra en la figura 2-curva 1
Se puede ver en la figura que cuando la conexión del perno soporta la carga alterna de {{0}} a t, si el perno no está apretado, el rango de variación de la fuerza del perno será grande. Cuando el perno se aprieta de acuerdo con el par de diseño y la conexión del perno está bajo la misma carga alterna de 0 a t, el rango de variación de la fuerza del perno es mucho menor. El rango de variación de la fuerza del perno tiene un gran impacto en la vida de fatiga del perno. Cuanto menor sea el rango de variación de la tensión del perno, mayor será la vida de fatiga. Para reducir el rango de variación de la fuerza del perno, a menudo es necesario asegurarse de que la conexión del perno no se separe cuando soporte una carga externa en el diseño. Al mismo tiempo, para garantizar que el perno no se rompa bajo la carga límite, la fuerza de preapriete del perno no puede ser mayor que un valor específico. Un diseño razonable de la fuerza de preapriete del perno puede maximizar la utilización del material del perno.
