ทำไมสลักถึงหัก?

ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมของเรา สลักเกลียวมักจะหัก ดังนั้นทำไมสลักเกลียวจึงหัก? ปัจจุบันมีการวิเคราะห์สาเหตุหลักๆ จากสี่แง่มุม

อันที่จริงแล้ว การหักของสลักเกลียวส่วนใหญ่เกิดจากการหลวม และสาเหตุที่หักก็เพราะความหลวมนั่นเอง เนื่องจากสถานการณ์การหลวมและการหักของสลักเกลียวคล้ายคลึงกับการแตกหักจากความล้า ดังนั้นในที่สุดเราก็สามารถหาสาเหตุได้จากความแข็งแรงต่อความล้า ที่จริงแล้ว ความแข็งแรงต่อความล้านั้นสูงมากจนเราคาดไม่ถึง และสลักเกลียวไม่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงต่อความล้าเลยในระหว่างการใช้งาน

ประการแรก การแตกหักของสลักเกลียวไม่ได้เกิดจากความแข็งแรงดึงของสลักเกลียว:

ยกตัวอย่างเช่น สลักเกลียวความแข็งแรงสูง M20×80 เกรด 8.8 น้ำหนักเพียง 0.2 กิโลกรัม แต่รับแรงดึงได้ต่ำสุดถึง 20 ตัน ซึ่งสูงถึง 100,000 เท่าของน้ำหนักตัวมันเอง โดยทั่วไปแล้ว เราใช้มันยึดชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเพียง 20 กิโลกรัม และใช้เพียงหนึ่งในพันของความสามารถสูงสุดเท่านั้น แม้จะมีแรงอื่นๆ กระทำในอุปกรณ์ ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะทำลายชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากกว่า 1,000 เท่า ดังนั้น ความแข็งแรงในการรับแรงดึงของสลักเกลียวจึงเพียงพอ และเป็นไปไม่ได้ที่สลักเกลียวจะเสียหายเนื่องจากความแข็งแรงไม่เพียงพอ

ประการที่สอง การแตกหักของสลักเกลียวไม่ได้เกิดจากความแข็งแรงต่อความล้าของสลักเกลียว:

ในการทดลองการคลายตัวด้วยการสั่นสะเทือนตามขวาง ตัวยึดสามารถคลายออกได้เพียงหนึ่งร้อยครั้ง แต่ในการทดลองความแข็งแรงต่อความล้า ตัวยึดต้องสั่นซ้ำๆ ถึงหนึ่งล้านครั้ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวยึดแบบเกลียวจะคลายตัวเมื่อใช้ความแข็งแรงต่อความล้าเพียงหนึ่งในหมื่น และเราใช้เพียงหนึ่งในหมื่นของความสามารถในการรับแรงสูงสุดเท่านั้น ดังนั้นการคลายตัวของตัวยึดแบบเกลียวจึงไม่ได้เกิดจากความแข็งแรงต่อความล้าของสลักเกลียว

ประการที่สาม สาเหตุที่แท้จริงของความเสียหายของสกรูเกลียวปล่อยคือความหลวม:

เมื่อคลายตัวยึดออก จะเกิดพลังงานจลน์มหาศาล mv2 ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อตัวยึดและอุปกรณ์ ทำให้ตัวยึดเสียหาย เมื่อตัวยึดเสียหายแล้ว อุปกรณ์จะไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ ซึ่งจะนำไปสู่ความเสียหายของอุปกรณ์ในที่สุด

เกลียวของตัวยึดที่ได้รับแรงตามแนวแกนจะเสียหาย และน็อตจะหลุดออก

สำหรับตัวยึดที่รับแรงในแนวรัศมี สลักเกลียวจะขาดและรูสลักเกลียวจะเป็นรูปวงรี

ประการที่สี่ การเลือกวิธีการล็อคเกลียวที่มีประสิทธิภาพในการล็อคสูงเป็นสิ่งสำคัญพื้นฐานในการแก้ปัญหา:

ลองพิจารณาค้อนไฮดรอลิกเป็นตัวอย่าง ค้อนไฮดรอลิก GT80 มีน้ำหนัก 1.663 ตัน และมีสลักข้าง 7 ชุด เป็นสลัก M42 เกรด 10.9 แรงดึงของสลักแต่ละตัวคือ 110 ตัน และแรงขันล่วงหน้าคำนวณจากครึ่งหนึ่งของแรงดึง ซึ่งแรงขันล่วงหน้าสูงถึงสามหรือสี่ร้อยตัน อย่างไรก็ตาม สลักจะหัก และตอนนี้กำลังเตรียมที่จะเปลี่ยนเป็นสลัก M48 เหตุผลพื้นฐานคือ การล็อกสลักไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้

เมื่อน็อตหัก คนส่วนใหญ่จะสรุปได้ง่ายๆ ว่าความแข็งแรงไม่เพียงพอ ดังนั้นส่วนใหญ่จึงใช้วิธีเพิ่มความแข็งแรงของเส้นผ่านศูนย์กลางน็อต วิธีนี้สามารถเพิ่มแรงขันก่อนการขันน็อต และแรงเสียดทานก็จะเพิ่มขึ้นด้วย แน่นอนว่าประสิทธิภาพในการป้องกันการคลายตัวก็จะดีขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม วิธีนี้เป็นวิธีที่ไม่เป็นมืออาชีพ ลงทุนมากเกินไปแต่ได้ผลตอบแทนน้อยเกินไป

กล่าวโดยสรุป สลักนั้นก็คือ “ถ้าคุณไม่คลายมันออก มันก็จะหัก”