La selección de la estructura de los pernos de biela de automóviles utilizados en sujetadores.

Los pernos de la biela del motor están hechos de acero de aleación de medio carbono o acero de aleación de cromo-níquel-molibdeno con alto límite elástico y buena tenacidad al impacto, como 35CrMo, 42Mn2V, 40MnB y 30Ni3Cr2Mo.

El perno de la biela soporta esfuerzos variables, por lo que se deben tomar varias medidas para mejorar su resistencia a la fatiga y evitar tensiones adicionales en el perno.

Los métodos para mejorar la resistencia a la fatiga de los pernos de biela son:

(1) Reducir la rigidez del perno.

La forma de reducir la rigidez del perno roscado es reducir el diámetro de la parte pulida del perno y aumentar la longitud del perno.

Hay concentración de tensión en la raíz de la rosca, que es el eslabón débil del perno. Desde la perspectiva de la resistencia del eje y la sección de la rosca, el diámetro del eje puede ser menor que el diámetro de la raíz de la rosca (generalmente, el diámetro del eje es aproximadamente igual a 0,8 veces el diámetro de la rosca). Desde la perspectiva de reducir la rigidez del perno y aumentar la resistencia a la fatiga del perno, es apropiado hacerlo.

Se señala aquí que para aumentar la rigidez de las piezas conectadas y mejorar así la resistencia a la fatiga de los pernos de la biela, se deben evitar las arandelas blandas entre las piezas conectadas y no se deben utilizar arandelas elásticas.

(2) Mejorar la distribución de carga del hilo.

La teoría y la práctica han demostrado que en la estructura de conexión perno-tuerca, el material del cuerpo principal del perno sufre deformación por tracción y el material del cuerpo principal de la tuerca sufre deformación por compresión durante el trabajo. Como resultado, la distribución de la carga en cada círculo del hilo es extremadamente diferente. Igualmente. Los datos muestran que aproximadamente el 65% es fractura por fatiga en la primera y segunda rosca redonda de la superficie de soporte de la tuerca.

Para mejorar la distribución de la carga de la rosca, uno de los métodos es cortar las primeras vueltas de la rosca en un chaflán de 10 a 15°. Dado que estas vueltas de hilo son fáciles de deformar, parte de la carga se transfiere a las roscas de cada vuelta posterior, de modo que toda la carga se distribuye uniformemente. Otra forma de mejorar la distribución de la carga de la rosca es utilizar una tuerca tensora. Después de utilizar la tuerca tensora, la dirección de deformación de la tuerca es la misma que la del perno y la carga en cada círculo de la rosca es más uniforme.

(3) Reducir la concentración del estrés

Es fácil producir concentración de tensiones en el cambio de sección y provocar fractura por fatiga. Por lo tanto, se debe adoptar una transición de chaflán suave al cambiar la sección. El radio del chaflán redondo de transición generalmente no debe ser inferior a 0,2 veces el diámetro de la varilla exterior de transición.

(4) Mejorar la fuerza del hilo

La rosca fina debilita menos el tornillo y la concentración de tensión es mejor que la de la rosca gruesa. Por lo tanto, los pernos de biela generalmente usan rosca fina.

(5) Mejorar la calidad superficial de los hilos.

La rugosidad del eje del perno y del filete de transición generalmente debe estar por debajo de 0,04 ~ 0,08 um, y la rosca también debe pulirse para

0,04 ~ 0,08 µm.

La raíz del hilo debe enrollarse, porque la superficie del metal produce una capa fría y genera tensión de compresión. De esta manera, se mejora el rendimiento del material tipo máquina, se relaja la concentración de la tensión de tracción en la raíz de la rosca y se mejora la resistencia a la fatiga del perno.

(6) Utilice hilo enrollable en lugar de hilo cortante.

En el hilo que se gira con barra, se corta la fibra metálica interior y se reduce la resistencia. Y el hilo procesado por el método de laminación, la continuidad de la fibra y la resistencia del metal mejoran mucho. De manera similar, la cabeza del perno adopta el método de recalcado, que puede mantener la continuidad de la fibra metálica y su alta resistencia.

Se reduce el momento de flexión adicional del perno y se establecen requisitos especiales de no perpendicularidad para la superficie de soporte de la cabeza del perno con respecto a la línea central de la rosca y la superficie de soporte de la tuerca de la biela con respecto a la línea central de la agujero del perno. Algunos datos muestran que cuando la no perpendicularidad aumenta de cero a 2°, el límite de fatiga del perno disminuye en un 40%. Para la cabeza de perno especial que evita que el perno gire al apretar la tuerca, se deben adoptar métodos apropiados para lograr el propósito de reducir el momento de flexión adicional.

Cuando se aprieta el perno, debido al par de apriete previo, se provocará un esfuerzo cortante de torsión adicional en la rosca y la varilla. Su valor a veces puede alcanzar el 30~80% de la tensión previa al apriete, por lo que se debe evitar en la medida de lo posible. Por lo general, después de apretar, la llave se puede invertir para liberar un pequeño ángulo y eliminar esta tensión adicional.

Después de apretar los pernos, si trabajan bajo cargas alternas durante mucho tiempo, es posible que se aflojen porque se reduce la fuerza de preapriete. Por este motivo, se deben tomar medidas para evitar que se afloje. Los más utilizados son: arandelas de seguridad, pasadores hendidos, tuercas ranuradas, etc. El método antiaflojamiento del revestimiento de cobre se ha utilizado ampliamente este año, que consiste en recubrir una capa de cobre con un espesor de 0,008 mm ~ 0,012 mm en la parte roscada del perno. Esta capa de cobre se deforma plásticamente después de apretar el perno, de modo que las superficies roscadas se enganchan entre sí y logran el propósito de evitar que la tuerca se afloje.