我們到底能不能造好螺栓
- 2015-12-05 11:10:00
- admin 原創(chuàng)
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關于中國造不造得好螺栓(即螺釘),我認為完全是能造好的,這是不需要爭論的事情。其實,中國現在許多標準件廠的制造設備都是進口的,從設備角度看制造質量并不存在任何問題。從材料角度看,根據ISO標準規(guī)定,螺釘只規(guī)定機械性能等級,并不規(guī)定材料,無論采用什么材料,通過何種熱處理方法,只要達到某等級的機械性能,就是某等級的螺釘,因此,從材料角度看,也不存在任何問題。那為什么中國出口的螺釘確實存在問題呢?
其實這個問題從兩方面看:
1.某些西方的采購商或國內的代理采購商為了貪圖便宜,從中國不具備資質的小企業(yè)采購螺釘,這樣的螺釘質量是沒有保證的。事實上,我們絕大多數搞機械的,對螺釘的認識還停留在國家85標準以前的認識上,甚至在大學的教育上還是采用85標準以前的概念。他們根本不知道螺釘的機械性能等級,特別是小企業(yè),他們根本就沒有螺釘機械性能這樣的常識,他們只知道螺釘是某材料通過某種熱處理,就是某等級的螺釘了。這樣只看過程,而不看結果的方法,制造螺釘的機械性能是沒有保證的。另外,不具備資質的小企業(yè)它們沒有先進的制造設備,是靠人工手工加工的,這樣的螺釘頭部的緊固面和螺紋是不垂直的,在擰緊后由于不垂直造成螺釘跟部斷裂。
2.并不是中國所有的出口螺釘都存在問題,存在問題的只是極小部分(就是不具備資質的小企業(yè)制造的)。由于種種原因,這樣的事實被夸大了!所以造成了中國連螺絲(螺釘)也不能制造的假象。
這里,我說明一下螺紋聯接的失效形式。螺紋聯接的失效形式主要有螺桿拉斷、脫扣和頭部折斷三種,前兩種主要是設計錯誤造成的,后一種主要是制造質量造成的。
我再說明為什么有些小企業(yè)制造的螺釘質量差呢?因為制造工藝不符合要求?,F在的螺釘(螺母)制造常采用冷鐓的方法,這樣可以使金屬的纖維分布不遭破壞,力學性能較好,但螺釘的制造設備(鐓形、搓絲)價格昂貴,小企業(yè)根本買不起,他們常常用幾百元一臺的臺式手動車床車削螺釘,這樣金屬的纖維分布被破壞了,力學性能(強度)就差。另外,冷鐓的螺桿跟部必定是有圓弧,這樣可以避免應力集中的問題;如果是車削制造的螺釘,刀具沒有圓角,那么螺桿跟部就形成了尖角,就會產生應力集中,在擰緊的時候容易折斷;而且越是強度高的材料越容易產生應力集中,高強度的螺釘更容易折斷。況且,這樣小企業(yè)根本就沒有緊固件機械性能的檢測設備,他們只是根據材料、熱處理來確定螺釘(螺栓、螺母)的機械性能,這是沒有保證的。
那么中國制造的螺釘是什么原因失效的呢?這里沒有任何分析和討論,這是不科學的!可能是制造質量的問題,也有可能是設計和使用的問題。還有,國際標準化組織曾在70年代初做了大量的實驗表明,即使是用典型的工藝條件下制造的螺釘,達到了機械性能要求,也未必保證不發(fā)生失效現象。所以沒有分析一概而論,是片面的。
我一再強調的是機械強度是個概率統計值,這個數值并不代表材料實際的強度,往往有可能某材料的實際強度低于標稱的強度,所以在設計時一定要乘以保險系數。對于螺紋聯接,保險系數是3~6倍,這是國際上規(guī)定的!這里還要注意的是,螺釘的機械性能越高,則保險系數就越要取大。
對于螺紋聯接失效的原因,主要是拉扭組合變形造成的。特別是扭轉變形,由于材料的抗剪強度大大的小于抗拉強度,在螺紋聯接時如果預緊力加的不恰當,螺釘往往會被扭斷。我們從螺釘的斷面上其實也能看到,螺桿的斷裂處并不存在明顯的收縮,而呈傾斜方向斷裂,這就是典型的扭斷現象。
再有,就是我們在設計的時候,無法考慮到干擾和過載的影響。特別是振動,會對螺釘的疲勞強度帶來極大的影響,大大的削弱了螺釘的壽命。其實從很多的破壞來看,疲勞破壞是機械失效的最主要的原因。所以,為了保證一定的疲勞壽命,在設計時一定要乘以一定的保險系數。
事實上,就是國外的螺釘實驗看,也無法保證螺釘百分之百的不發(fā)生失效。這可以從國際ISO/TC2技術委員會的實驗報告中得到結論。在70年代,國際標準化組織曾經做了大量的實驗,在典型的工藝條件下制造的螺釘,即使達到了機械性能要求,也未必保證不發(fā)生失效現象。這一點,可能我們的網友們并未看過ISO組織的報告,并不了解實際情況。其實,外國制造的東西問題也很多,甚至很嚴重,但中國人卻可以容忍;而中國人制造的東西,即使問題并不如外國的嚴重,也不能容忍,這其實是種病態(tài)。如果是以中國產品質量為借口妖化中國,那完全是另一種性質的問題了。
作者:白珉
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