螺栓連接設(shè)計(jì)的歷史背景: Junker關(guān)于緊固件自松的理論
Haviland 以及Kerley的研究: 20世紀(jì)80年代,來自樂泰(Loctite)公司的 Girard Haviland 以及來自NASA的James Kerley 基于Junker的理論進(jìn)行了測試。主要結(jié)論如下: 1. 橫向運(yùn)動(dòng) (也就是他們所說的側(cè)滑) 是緊固件產(chǎn)生松脫的主要原因 2. 低頻率-高振幅的橫向運(yùn)動(dòng)相比較高頻率-低振幅的運(yùn)動(dòng)更容易引起緊固件的損壞 3. 側(cè)滑是引起緊固件松脫的主要原因,彎曲載荷可能會導(dǎo)致緊固件松脫 如何測試螺栓是否會松脫? Junker機(jī)
加入墊圈能否避免螺栓松脫? 01 六角螺栓的松脫曲線:加入平墊圈 緊固件之中加了平墊片會加快緊固件的松脫。 02 六角螺栓的松脫曲線:加入彈簧墊圈 在緊固件中加入彈簧墊圈會加快緊固件的自松。 03 六角螺栓的松脫曲線:彈簧墊圈加上平墊圈 在原有的彈簧墊圈下加裝一個(gè)平墊圈做同樣的測試,緊固件的軸向載荷會下降的非常迅速。 結(jié)論:普通的平墊圈和彈簧墊圈并不能有效防止螺栓松脫。 應(yīng)該如何避免螺栓松脫? 六角螺栓的松脫曲線:碟形帶自鎖墊圈和Nord防松墊圈 碟形自鎖墊圈和Nord自鎖墊圈可以有效地防止螺栓松脫 加了螺紋膠的螺栓可以保持其長時(shí)間的螺栓張力(就好比螺栓在正常使用的時(shí)候表面被保護(hù)了),會有10%到20%的螺栓張力由于結(jié)合面的微觀顆粒作用而損失 六角螺栓的松脫曲線:施必牢(Spiralock)螺栓牙型 施必牢Spiralock螺紋對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋副做了部分改動(dòng),即在螺紋底部增加了一個(gè)30°的升角 僅通過緊固件自鎖原理能否避免螺栓損壞? 即使通過緊固件通過自鎖原理可以保證其在測試時(shí)表現(xiàn)良好,但其預(yù)加載荷仍有可能由于材料的互相嵌入,變形而導(dǎo)致整個(gè)緊固件的軸向載荷為零 下圖螺栓是一個(gè)承受動(dòng)態(tài)剪向載荷的螺栓,該螺母已經(jīng)用螺紋膠防松。但是即使螺母沒有發(fā)生旋轉(zhuǎn),即Junker測試結(jié)果良好,但是實(shí)際上螺桿的狀況已經(jīng)不能滿足正常使用! 結(jié)論:僅通過緊固件自鎖原理不能避免螺栓損壞 總結(jié) 目前廣泛使用的防松方法如下: ① 摩擦防松 這是應(yīng)用最廣的一種防松方式,這種方式在螺紋副之間產(chǎn)生一不隨外力變化的正壓力,以產(chǎn)生一可以阻止螺紋副相對轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力。 這種正壓力可通過軸向或同時(shí)兩向壓緊螺紋副來實(shí)現(xiàn)。 如采用彈性墊圈、雙螺母、自鎖螺母和尼龍嵌件鎖緊螺母等。 這種防松方式對于螺母的拆卸比較方便;但在沖擊、振動(dòng)和變載荷的情況,一開始螺栓會因松弛導(dǎo)致預(yù)緊力下降,隨著振動(dòng)次數(shù)的增加,損失的預(yù)緊力緩慢地增多,最終將會導(dǎo)致螺母松脫、螺紋聯(lián)接失效,這在使用墊圈的連接中特別明顯;雖然某些結(jié)構(gòu)可以比較有效地保證連接。 ② 機(jī)械防松用止動(dòng)件直接限制螺紋副的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。如采用開口銷、串連鋼絲和止動(dòng)墊圈等。這種方式造成拆卸不方便。 ③ 沖鉚焊防松在擰緊后采用沖點(diǎn)、焊接、粘接等方法,使螺紋副失去運(yùn)動(dòng)副特性而連接成為不可拆連接。這種方式的缺點(diǎn)是栓桿只能使用一次,且拆卸十分困難,必須破壞螺栓副方可拆卸。 ④結(jié)構(gòu)防松。利用螺紋副自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來進(jìn)行防松,如唐氏螺紋防松方式: 唐氏螺紋同時(shí)具有左旋和右旋螺紋的特點(diǎn)。它既可以和左旋螺紋配合,又可以和右旋螺紋配合。聯(lián)接時(shí)使用兩種不同旋向的螺母。工作支承面上的螺母稱為緊固螺母,非支承面上的螺母稱為鎖緊螺母。使用時(shí)先將緊固螺母預(yù)緊,再將鎖緊螺母預(yù)緊。 在振動(dòng)、沖擊的情況下,緊固螺母會發(fā)生松動(dòng)的趨勢,但是,由于緊固螺母的松退方向是鎖緊螺母的擰緊方向,鎖緊螺母的擰緊恰恰阻止了緊固螺母的松退,導(dǎo)致緊固螺母無法松動(dòng)。 更多緊固件知識,參見 閱讀原文 鏈接。 廣而告知: 《汽車緊固連接設(shè)計(jì)與管理》4月13-14日 上海 這次課程的內(nèi)容極為豐富,首先非常詳盡地介紹緊固件基礎(chǔ)、連接點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn),接著到具體應(yīng)用場景設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)(底盤篇)、設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)(新能源篇)、再到工程師較為關(guān)心的緊固件典型失效模式分析、《汽車標(biāo)準(zhǔn)件手冊》(2012版)解析,最終回歸主機(jī)廠緊固件數(shù)據(jù)庫案例剖析。每個(gè)章節(jié)都可以單獨(dú)拿出來作為一個(gè)課程,可以說是誠意滿滿。
授課老師:高級工程師,中國汽車工程學(xué)會(CSAE)特聘汽車緊固件標(biāo)準(zhǔn)審核專家?,F(xiàn)任某汽車公司緊固件經(jīng)理。過去 11 年間一直在主機(jī)廠從事緊固件設(shè)計(jì)及管理工作,期間參與了30余個(gè)整車項(xiàng)目的緊固件設(shè)計(jì)/管理工作,在整車各功能塊緊固件的應(yīng)用及問題解決方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。擔(dān)任《汽車緊固件實(shí)用技術(shù)手冊》(科學(xué)出版社)副主編,《汽車標(biāo)準(zhǔn)件手冊》(2012版)編委。早期曾在國內(nèi)某知名汽車緊固件企業(yè)工作兩年多,對緊固件的生產(chǎn)制造工藝也有相應(yīng)的了解。 費(fèi)用 1、2500元/人(含兩天午餐) 2、優(yōu)惠活動(dòng):完成以下兩項(xiàng)可享受優(yōu)惠價(jià)2000元/人 a)提前付款(3月8日之前) b)將此報(bào)名信息轉(zhuǎn)發(fā)朋友圈并截圖上傳至報(bào)名表中 會議地址: 上海市浦東新區(qū)王橋路999號中邦MOHO 1022棟 來源:阿普拉斯科普柯,茲懋儀器科技 |
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