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确定螺纹的使用寿命: 更快速、更精确、更经济 – 即使是定制解决方案

自工业化以来,螺纹轴和螺母一直是现代生活的核心部分。一个令人震惊的事实是:目前几乎不可能预测它们的耐用性和磨损情况,而这对确保您的投资至关重要。新型 TriboLife 螺纹测试系统的问世:它可以通过实验测试快速再现磨损情况,使昂贵的耐久性测试台基本成为多余。

摩擦生热。即使是非工程师也能轻松掌握这一说法。但摩擦的意义远不止于此。更准确地说,摩擦是两个接触物体运动时产生的阻力。摩擦力提供抓地力。淋浴后,摩擦力能让我们在潮湿的瓷砖地板上停下来。

1699 年的古老摩擦定律–以及许多未解之谜

摩擦产生积极影响的例子不胜枚举。但摩擦也会给工程师和技术应用带来很多困扰,这一点可以从螺纹主轴的例子中轻易看出。如果螺纹主轴安装在机器和系统中,它们通常会承受很重的负荷。因此,可靠性和最大耐用性就显得尤为重要,尤其是在起重设备中。问题:即使在今天,科学界仍然难以准确计算摩擦力。我们今天使用的摩擦定律可以追溯到 1699 年的 Guillaume Amontons。

在螺纹和机器中: 摩擦导致振动

静摩擦和滑动摩擦对工件振动有直接影响,因此很难可靠地预测螺纹的使用寿命。不过,研究人员现在再次关注这一课题。如果我们从原子层面观察两个接触面的表面,测量结果表明,表面在超过一定振幅时会产生剧烈振动。这些振动以振动线的形式持续存在,在原子层面上是完全无序和混乱的。换句话说:摩擦力很难精确计算。在实践中,要对螺纹的耐久性和使用寿命做出可靠的说明,往往需要进行长达数周的长时间应力测试。模拟老化会占用资源,耗费大量资金,并对生产率造成压力。

“当然,作为螺纹专家,我们经常被问及产品的使用寿命,”鲍诺曼传动技术公司总经理莫里茨-冯-索登说。“我们的工程师必须解释物理摩擦的复杂性。特别是对于梯形螺纹,几乎没有可靠的计算方法。不过,通过与 SincoTec 测试与工程有限公司合作,我们成功开发出一种测试程序,可以非常精确、快速地确定主轴/螺母系统的使用寿命”。

创新、快速、精确:TriboLife 螺纹测试系统

疲劳损伤通常用于计算机械工程中部件的使用寿命(例如材料断裂)。然而,对于螺纹来说,“完全失效 ”是一个不如磨损计算重要的因素。因此,对于梯形螺纹来说,设计并不等同于计算使用寿命。

有了 TriboLife,老化过程的实验重现比以往任何时候都要快。它使在专门设计的试验台上进行的长期试验变得基本多余。可以施加数吨的预载荷。可以引入多种不同的润滑剂。由于角度可自由调节,螺母和螺纹之间的相互作用得以保证。此外,螺纹在测试过程中可承受的温度范围很广。TriboLife 的测试频率可达 25 赫兹,这意味着 10 年的磨损可在一周内重现。对于许多设计师,特别是那些从事新开发的设计师来说,这种可靠的磨损数据非常重要,尤其是在对多个测试系列中的材料和生产方法进行比较时。

磨损的螺纹侧面特写
第一次尝试后承重螺纹侧面的详细照片

复杂螺纹部件的试验性使用寿命计算

“即使有了 TriboLife,准确预测螺纹的使用寿命仍然是一项挑战。但它的应用范围很广。SincoTec Test & Engineering GmbH 的开发主管 Steffen Krause 博士解释说:”快速测试系统确实非常有用,尤其是在正确设计梯形螺纹方面。“我们的合作伙伴鲍诺曼公司(Bornemann)通过该系统为要求苛刻的客户提供了全新的帮助。请记住:到目前为止,高强度耐久性测试对于大多数应用来说都过于昂贵。TriboLife 让我们可以做得更多–我们将来甚至可以对特殊螺纹的磨损和使用寿命做出准确的说明”。

您还可以在 YouTube 上找到有关 TriboLife 的更多信息: https://www.youtube.com/watch?v=nAz_4hwC_G0&list=PLACqFKYKIUmVulizGTBzpcaPQkiJSNQ4Z&index=6&t=19s

关于鲍诺曼

磨损的螺纹侧面特写
测试后承重螺纹侧面的磨损情况

鲍诺曼风电技术公司 (www.bornemann-gewindetechnik.de) 生产各种特殊形状和尺寸的螺纹。我们为起重技术、液压钢结构应用、平台设备和大坝闸阀等提供定制解决方案。除了在对头螺纹、进给螺钉和多头螺纹方面进行高精度的挑战性工作外,我们还专注于生产大型、可立即安装的梯形螺纹主轴和螺母组。任何一种可加工材料都可以作为起始材料。螺纹主轴的标准尺寸直径从 10 毫米到 300 毫米不等,长度可达 10 米。在多部件设计中,长度可长达 100 米。鲍诺曼优化的生产工艺可生产出与磨削螺纹质量相当的螺纹表面。

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