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雙螺母防松振動性能分析與研究

作者:admin來源:本網 日期:2017-6-24 9:09:15 人氣: 標簽:

全民十三水配牌规律 www.ycfqav.com.cn   雙螺母防松振動性能分析與研究(西北工業大學,西安710072依其可靠性和拆裝的方便,在機械裝備中的螺栓聯接多采用雙螺母防松。眾所周知,螺栓聯接采用雙螺母防松與單螺母防松的原理是一致的,即“自鎖”所不同之處在于雙螺母防松效果遠高于單螺母防松。究其原因是2個對頂螺母擰緊后,在2個螺母與螺栓組成的螺紋副中螺牙側面受到的軸線方向的壓力方向相反,從而當外力使螺紋副中螺牙上的壓力減少成為不可能。外力使方壓力減少,而另方壓力必然上升,從而保證了在螺紋副中螺牙上的總壓力不變,也即防松總阻力矩不變?!白運被岬靡員V?。

  雙螺母緊固結構使螺栓在旋合段內受拉而螺母受壓,構成螺紋聯接副縱向壓緊。盡管雙螺母緊固是種可靠性較低、質量較重、增加了螺桿長度(增加成本)的防松手段,但是由于其結構簡單、便于裝卸普;普遍用于低速重載或載荷平穩的場合。為了節約成本,人們通?;崾褂?個標準螺母+1個薄螺母。某些場合下,人們為了防止裝錯和保證下面的螺母有足夠的強度,則采用1對標準螺母以增加防松可靠性。研究表明:①上下螺母的擰緊力矩組合的設置對聯接防松性能起到關鍵作用。②先安裝薄螺母,再安裝標準螺母的裝配方式能獲得更好的防松性能。

  2雙螺母緊固的安裝方法目前國內常規的安裝方法為:先用規定擰緊力矩的80%擰緊下螺母,再用100%的擰緊力矩擰緊上螺母。但是,力矩組合的選擇并不是固定的,需要通過專門的實驗分析來確認的。試驗采用M208螺紋全民十三水配牌规律橫向振動試驗機完成。國外通用的方法是:首先,使用規定擰緊力矩的25%-50%擰緊薄螺母(下螺母)。其次,使用100%的擰緊力矩擰緊標準螺母(上螺母)。注意:在擰緊標準螺母時,請使用扳手固定薄螺母以防止其跟著轉動。

  需要說明的是:在擰緊標準螺母后薄螺母螺紋上所受應力將減??;這也是我們可為了在發生螺紋鎖止現象之前給螺栓加載適當的預緊力,我們必須選擇足夠的預緊力矩以擰緊薄螺母。接合處的握固長度越大,擰緊薄螺母所需要的初始扭力就要越大。由于眾多因素的影響,計算薄螺母的預緊扭力很困難。通常選擇總擰緊力矩的25%-50%作為薄螺母的預緊力矩。另外,彈簧鎖緊墊圈反而使得緊固件更容易產生松脫,因為預緊力較大時,彈簧鎖緊墊圈會產生塑性變形,預緊可能會出現“松弛”現象。

  3雙螺母防松振動實驗按照GB10431-89緊固件橫向振動試驗方法的要求與規定,螺母的防松效果應當通過橫向振動試驗來判斷。橫向振動試驗可以精確地測量緊固件連接在振動試驗過程中預緊力的變量,描述試驗中預緊力的變化過程,給出預緊力與振動次數(或時間的關系曲線圖,并以預期緊力下降的變量作為衡量緊固件連接松動的準則。我國根據SAE準則規定了國標GB10431―89.從我國制定了這一準則起,在這段時間內,我國科技工作者主要采用通用的振動試驗臺進行了多次試驗,對實驗方法和夾具也作了很大的改進。為了準確方向為飛行器總體設計。

  模擬緊固件在橫向載荷作用下所受振動試驗條件、獲取實驗數據,實驗設備是完成該課題重要的前提條件。因此,在綜合國內外多種試驗方法和實驗臺特點的基礎上,對螺紋緊固件橫向振動試驗機夾具、數據采集系統等進行了適當改造,使其成為試驗專用“緊固件橫向振動實驗臺”(以下簡稱試驗臺)。該實驗臺具有體積小、加載準確、操作方便、性能穩定、試驗周期短等特點,但是該實驗臺有些環節使用壽命較低。實踐證明,該實驗臺是較為理想的實驗設備。

  使用緊固件橫向振動試驗臺,對雙螺母的防松性能進行了試驗,通過對實驗數據的處理和對試驗現象的分析研究,得到以下主要結論:3.1橫向振動試驗適合于緊固件防松性能的研究。能使緊固件在短時間內松轉失效,所測數據規律性比較明顯。

  3.2對雙螺母的預緊力之間的關系作了分析,擰緊上螺母時,螺栓所受預緊力變大,隨著上螺母預緊力的增大,螺栓所受預緊力變大。但是螺栓所受預緊力并不是上下螺母預緊力的簡單相加。

  雙螺母擰緊力矩與變形之間不完全是線性關系。

  3.3通過對受不同預緊力的雙螺母連接進行了振動試驗,得到了變形量隨時間的變化曲線。研究結果表明:①下螺母擰緊力矩定時,雙螺母聯接的防松效果取決與上螺母擰緊力矩的大小。②雙螺母聯接系統的松弛曲線有三個明顯的特征段,實驗初期為一個迅速松弛階段,曲線表明鎖緊系統的部分預緊力在短時間內迅速釋放,時間大約在10分鐘左右,預緊力一般下降10%~20%;隨后出現一個相對穩定階段,在這段時間內預緊力有一個較長的相對穩定期。第三階段是預緊力急速下降階段,當損失了相當的預緊力后,摩擦力降至某一臨界值,這時,螺母上產生的松退力矩超過了螺旋副中的摩擦力矩,螺母開始反轉,預緊力急劇下降。其中第二階段曲線表現形式在不同條件下有所不同,變形量有時比較平緩下降,有時呈階梯狀下降,這可能與兩個螺母之間的摩擦力有關,緊固件系統在振動一段時間后,摩擦力減小,緊固件發生松轉,預緊力下降。③比較不同預緊力下雙螺母聯接裝置預緊力隨時間變化曲線可以得到,當上下螺母擰緊力矩都為18N.m時,緊固件松退時間大約為50分鐘,且松退曲線的變化規律與上下螺母擰緊力矩分別為16N.m和20N.m時的曲線基本上吻合,兩種情況下螺栓所受預緊力的大小也基本相同。

  雙螺母防松性能試驗研究不僅研究了不同裝配方式下,雙螺母聯接的防松效果,而且對緊固件振動的實驗裝置、試驗方法都需要有更深入的研究。由于時間及實驗條件的限制,以下工作有待更深入的研究:①需要對上下螺母擰緊力矩之間的關系進行深入分析,以便對雙螺母聯接進行系統的分析。②對變形量隨時間變化曲線進行分析研究,尤其是第二段松弛曲線研究,因為在選用和安裝緊固件,我們都希望其鎖緊性能良好,能在相當長的時間內保持良好的鎖緊狀態。

  第二段松弛曲線形象、準確地反映了緊固件的鎖緊特性。通過試驗,根據第二段松弛曲線的長短,我們可以選擇鎖緊時間較長的雙螺母預緊力的關系。③對試驗臺要進行進步研究,以使試驗臺的使用壽命更長,同時需要對測量手段進行改進,以提高試驗結果的精度。

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