Sebagai asas mekanikal, trend pengikat adalah dari pengikat struktur ke pengikat berfungsi. Dengan perkembangan kereta api, kereta api berkelajuan tinggi, penerbangan dan industri lain, keperluan untuk ketahanan pengikat yang longgar semakin ketat.
Pada masa ini, terdapat banyak bentuk pengikat yang longgar, tidak ada prinsip panduan terpadu, dan tidak ada asas untuk reka bentuk dan pemilihan. Oleh itu, sangat penting untuk menilai ketahanan pengikat yang longgar. Biasanya, prestasi pengikat dinilai dengan pengiraan teori dan perbandingan ujian.
Pada masa ini, ujian ketahanan longgar pengikat di dalam dan luar negara terutamanya melalui dua kaedah
Gjb715.3-89 (kaedah ujian getaran dipercepat), mod pemuatan dan keadaan getaran dan hentaman lebih dekat dengan keadaan penggunaan sebenar pelbagai pengencang, terutamanya dalam penilaian jangka hayat anti pengikat sambungan longgar pengikat, yang terutama digunakan dalam industri aeroangkasa.
Kaedah ujian getaran melintang Gb / t10431-2008 untuk pengikat, kaedah ini dapat mengukur dengan tepat pemboleh ubah daya pengetatan sambungan pengikat semasa ujian getaran, menerangkan proses perubahan daya pramuat dalam ujian, berikan gambarajah lengkung hubungan antara daya pra pengetatan dan masa getaran (atau waktu), dan mengambil pemboleh ubah pengurangan preload sebagai kriteria untuk mengukur kelonggaran sambungan pengikat, dan kecekapan ujian tinggi, Semua industri kecuali aeroangkasa berlaku.
Perbandingan ujian beberapa pengikat anti longgar biasa dilakukan dengan kaedah ujian getaran melintang, yang memberikan rujukan untuk pemilihan pengikat anti longgar dan ujian skala yang lebih besar.
1 test Ujian perbandingan
Lima jenis pengikat anti longgar dipilih untuk perbandingan. Setiap pengikat dipilih dari 10 kumpulan sampel yang berkelayakan dengan masing-masing indeks prestasi, masing-masing:
Baut (gb / t5782) + kacang biasa (gb / t6170) + mesin basuh rata (gb / t97.1);
Baut (gb / t5782) + kacang jem jenis gigi berubah-ubah (tb / t3019);
Baut (gb / t5782) + kacang biasa (gb / t6170) + mesin basuh spring (gb / t93);
Baut (gb / t5782) + kacang biasa (gb / t6170) + mesin basuh kunci diri (kunci Nord);
Baut (gb / t5782) + kacang biasa (gb / t6170) + mesin basuh keselamatan (jenis vs).
Spesifikasi bolt yang dipilih dalam ujian ini adalah M14 dan gred prestasi adalah 10.9; Gred prestasi kacang adalah 10 dan pad rata 300hv.
2 method Kaedah ujian
Uji perbandingan dilakukan sebanyak 3000 kali getaran melintang menurut gb / t10431-2008, dan pelemahan daya pengetatan bolt ujian dicatatkan dalam masa nyata.
Hubungan antara pengetatan tork T, preload aksial F dan diameter nominal D bolt dalam sambungan skru dapat dinyatakan dengan pekali tork: T=kxfxd (1)
Oleh kerana perbezaan pekali tork K di antara sampel akan mempengaruhi hasil ujian, ujian ini tidak menggunakan tork pengetatan yang sama, tetapi kaedah preload paksi awal yang sama diguna pakai. Preload awal adalah ketegangan paksi pada kekuatan hasil 70% dari sampel bolt, iaitu f=(rpo.2xas) X70% (2)
Di mana:
F adalah pramuat paksi awal;
Rp0.2 adalah tegangan pemanjangan tidak berkadar yang ditentukan untuk sampel bolt, rp0.2=640mpa, lihat gb / t3098.1-2010;
Seperti kawasan keratan nominal baut, sebagai=157mm, lihat gb / t3098.1-2010.
Kriteria penilaian: setelah 3000 kali ujian getaran melintang 240, nisbah preload sisa ke preload awal tidak kurang dari 70%, dan prestasi anti longgar sampel&# 39 dapat dinilai memenuhi syarat.
3 results Hasil dan analisis ujian
Was 1 t Mesin basuh rata + kacang biasa +
Kumpulan ujian pertama menggunakan kacang biasa dan pad rata, yang pada dasarnya tidak mempunyai getaran dan prestasi anti longgar, jadi ia digunakan sebagai kumpulan rujukan untuk ujian perbandingan.
Dari kurva masa daya paksi pada Gambar 1, 90% daya paksi spesimen bolt telah menurun dengan tajam dalam 30-an setelah ujian, menunjukkan bahawa pasangan geser statis bolt dan mur mengalami kegagalan cepat dalam 30-an, dan preload bolt telah hilang sepenuhnya, yang menyebabkan sambungan bolt longgar.
Hasil ujian menunjukkan bahawa kacang dan mesin cuci biasa tidak mempunyai fungsi anti longgar dalam keadaan beban dinamis, kejutan dan getaran. Oleh itu, perlu menggunakan pengikat anti longgar untuk meningkatkan kebolehpercayaan sambungan mekanikal.
Rajah 1 keluk pelemahan preload kumpulan 1
（2） Baut + kacang jem jenis gigi berubah-ubah
Kumpulan ujian kedua menggunakan kacang jem jenis gigi berubah-ubah. Dari kurva masa daya paksi pada Gambar 2, dapat dilihat bahawa setelah ujian getaran melintang 240an, kecuali bahawa nisbah daya paksi baki dan daya paksi awal sampel 9 kurang dari 70%, daya paksi sisa sampel yang tinggal dapat memenuhi kriteria ujian yang berkelayakan, dan nilai rata-rata nisbah daya paksi residu terhadap daya paksi awal lebih dari 85%, Hasilnya menunjukkan bahawa kacang jem jenis gigi yang berubah-ubah mempunyai prestasi anti longgar yang baik, dan dapat menjaga benang mengunci diri di bawah keadaan beban, hentaman dan getaran yang dinamik.
Rajah 2 keluk pelemahan preload kumpulan 2
Benang kacang jem jenis gigi yang berubah-ubah adalah berbeza dari benang metrik, dan terdapat 30 di bahagian bawah gigi. Permukaan baut condong berbentuk baji akan berada di atas bevel benang dalaman setelah benang dalaman dan luaran diskrukan ke dalam, sehingga daya normal yang dihasilkan apabila benang bersentuhan dengan paksi bolt adalah 60 ° ， Bukan 30 dalam metrik ° pressure Tekanan normal antara utas berubah dari f / sin60 ° Tukar menjadi f / sin30 °。 Apabila faktor geseran antara utas dan daya preload paksi F adalah sama, daya geseran benang dengan permukaan condong berbentuk baji adalah jauh lebih besar daripada benang metrik biasa, yang meningkatkan tork anti longgar.
Di samping itu, benang dengan bilah baji menghilangkan daya galas besar permukaan kawin pertama dan kedua apabila benang dalaman dan luaran dipadankan dengan sistem metrik. Seluruh benang skru tidak ditekankan secara merata, dan fenomena kepekatan tegangan wujud, yang secara berkesan meningkatkan prestasi anti longgar dan anti getaran, seperti yang ditunjukkan pada Gambar.
Rajah 3spl benang dan benang metrik
Terdapat beberapa kekurangan pada mur, yang mempunyai kepekaan yang besar terhadap diameter benang bolt. Maksudnya, diameter benang bolt berada dalam julat toleransi, dan pekali tork setelah dipadankan dengan benang dalaman jenis gigi berubah masih kadar penyebaran yang relatif besar.
Diameter benang bolt yang besar akan cacat kerana bersentuhan dengan permukaan condong, yang dapat menyebabkan pelemahan daya paksi apabila penggunaan berulang, dan pada tahap tertentu, mempengaruhi prestasi penggunaannya semula.
Was 3） Mesin basuh spring baut + kacang biasa +
Kumpulan ujian kedua menggunakan mesin basuh spring standard biasa. Dari Gambar 4, prakuat aksial semua sampel ujian turun dengan cepat menjadi 0kn dalam masa 30 saat selepas ujian, iaitu sambungan skru telah longgar dan gagal.
Masa ujian gambar / S
Rajah 4 keluk pelemahan preload kumpulan 3
Daya tindak balas elastik mesin basuh spring diratakan oleh ubah bentuk elastik, yang dapat mengimbangi daya paksi pasangan sambungan bolt secara berterusan, dan mencegah bolt longgar akibat keletihan yang disebabkan oleh getaran berterusan. Pada masa yang sama, hujung spring yang condong bertentangan dengan permukaan penyangga bolt atau mur dan permukaan bahagian yang bersambung, yang berperanan menghentikan dan mencegah kelonggaran.
Walau bagaimanapun, ujian menunjukkan bahawa mesin basuh spring tidak dapat mencegah kelonggaran di bawah keadaan kejutan dan getaran yang kuat, kerana gasket keluli pegas memotong bukaan dan kemudiannya dirawat oleh ubah bentuk elastik, dan daya tindak balas elastiknya berkurang; Pada masa yang sama, ukuran mesin basuh itu sempit, diameter permukaan kontak yang setara antara kepala bolt dan bahagian yang disambungkan menjadi lebih kecil, yang secara signifikan mengurangkan momen geseran dan penarikan bahagian ini.
Mesin basuh spring senang diluaskan dan hujung bukaan yang condong mudah merosakkan permukaan sambungan apabila mengetatkan dengan cepat. Oleh itu, tidak digalakkan menggunakan spring washer sebagai kaedah pencegahan longgar untuk bahagian sendi kunci dengan getaran kuat dan berisiko tinggi melonggarkan.
Was 4） Mesin basuh kunci diri + mur biasa +
Kumpulan ujian keempat menggunakan mesin basuh kunci diri berganda (kunci Nord). Selepas 240s getaran melintang, nisbah daya paksi baki dengan daya paksi awal 10 kumpulan sampel adalah 82.51% - 87.61%, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5, yang semuanya memenuhi standard ujian prestasi anti longgar yang berkelayakan.
Rajah 5 keluk pelemahan preload kumpulan 4
Lapisan mesin basuh gigi dua lapisan mempunyai gigi serong untuk saling bersatu, dan serial radial terdapat pada dua permukaan pemasangan mesin basuh. Semasa mengetatkan, seratan radial dapat dimasukkan ke permukaan sokongan dan permukaan pemasangan bolt atau mur.
Apabila bolt atau murnya longgar di bawah getaran kuat, gigi condong di antara mesin basuh akan diangkat dengan gerakan berperingkat. Sudut cerun a dari gigi condong lebih besar daripada sudut kenaikan benang metrik, yang dapat membuat baut memanjang untuk memainkan daya pengetatan yang stabil. Ini adalah untuk meningkatkan kekuatan pengetatan pra untuk mencegah kelonggaran dengan meregangkan baut, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Mesin basuh Rajah 6nl
Penggunaan mesin basuh mesti mempunyai kekuatan pengetatan pra yang besar untuk membuat sambungan dan permukaan galas atau kacang menghasilkan lekukan dan menjadi satu. Tanpa lekukan, ia tidak akan memainkan fungsi anti melonggarkan mesin basuh, iaitu, mesin basuh ini sesuai untuk anti pelonggaran pengikat kekuatan tinggi.
Was 5） Mesin basuh keselamatan + kacang biasa +
Kumpulan ujian kelima menggunakan mesin cuci keselamatan (jenis vs), dan nilai rata-rata nisbah daya paksi baki dengan daya paksi awal 10 kumpulan sampel setelah getaran kuat 240-an adalah sekitar 86. 7%, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7. nisbah daya paksi baki dengan daya paksi awal setiap kumpulan sampel lebih daripada 70%, yang bermaksud kesemuanya memenuhi standard penilaian ujian prestasi longgar.
Rajah 7 keluk pelemahan preload kumpulan 5
Mesin cuci keselamatan (jenis vs) adalah struktur ratchet sisi dua kerucut (lihat Gamb. 8). Di bawah tindakan pramuat, ratchet ditekan ke badan penghubung dan permukaan penyangga baut atau mur, dan menjadi satu badan, yang meningkatkan daya geseran terbalik permukaan sendi. Pada masa yang sama, struktur kerucut mempunyai keanjalan, dan dapat mengimbangi hilangnya kekuatan pra-pengetatan setelah menekan, dan meningkatkan prestasi anti longgar dalam dua aspek.
Gambar 8 mesin basuh keselamatan
Ringkasan
Apabila pengikat berada dalam keadaan perubahan beban, getaran dan kejutan, penting untuk memilih jenis anti longgar yang sesuai dan boleh dipercayai untuk meningkatkan kualiti produk dan ciri keselamatan operasi. Analisis menunjukkan bahawa:
Mesin basuh spring standard mempunyai prestasi anti longgar yang tidak boleh dipercayai. Ia digunakan secara meluas di semua lapisan masyarakat kerana pemasangannya yang sederhana dan kosnya rendah, yang berisiko.
Teknologi locknut jenis gigi berubah diperkenalkan dari luar negara. Setelah lebih dari sepuluh tahun penyerapan dan peningkatan di China, secara beransur-ansur menyesuaikan diri dengan keperluan industri trek domestik. Prestasi anti longgar boleh dipercayai, dan ia telah menjadi sejenis produk pengikat anti longgar biasa di industri trek.
Mesin basuh kunci dan mesin cuci keselamatan adalah produk yang dipatenkan oleh pengeluar asing. Prestasi bukti kunci stabil dan boleh dipercayai, tetapi kos penggunaannya agak tinggi. Sekiranya piawaian yang sesuai dapat ditetapkan dan penyetempatan dapat diselesaikan, itu akan bermanfaat untuk aplikasi berskala besar.
