Нужно ли добавлять момент противодействия-ослаблению к моменту затяжки самостопорящихся-гаек?

Самоконтрящиеся-гайки, также известные как контргайки, в основном включают три типа: цельно-металлические самоконтрящиеся-гайки, самоконтрящиеся-неметаллические вставки-гайки и самоконтрящиеся-гайки с металлическими зажимами. Все -металлические само-контрящиеся гайки можно разделить на два подтипа: один – это трехточечный заклепочный тип с торцевой поверхностью, который формирует характеристики фиксации за счет незначительного влияния на шаг резьбы; другой - это тип экструзионной деформации противоположной стороны, который преобразует концевую резьбу из круглой формы в эллиптическую форму для достижения функции блокировки. Влияние коэффициента трения на окончательную предварительную нагрузку широко признано и оценено, но многие люди до сих пор сомневаются в том, как рассчитать момент затяжки само-контрящихся гаек. Сегодня редактор из провинции Цзянсу Цзиньжуй обсудит с вами этот вопрос.

1. Описание момента затяжки самоконтрящихся-гаек в соответствии с VDI 2230.

В стандарте VDI 2230 четко указан момент затяжки само-контрящихся гаек: при определении или расчете момента затяжки для таких компонентов, в дополнение к обычному моменту затяжки резьбы (MG) и моменту затяжки поверхности подшипника (MK), также необходимо учитывать момент накручивания резьбы-(MU, исключительно для самоконтрящихся гаек) и дополнительный момент сопротивления поверхности подшипника (MKzu, например, при затяжке зубчатых гаек). болты/гайки).

Однако стандартными дополнениями, согласно которым для узлов крепежа с высоким-преднатягом, можно пренебречь резьбой, работающей-с крутящим моментом (MU). Это означает, что когда болт затянут до высокого-преднатяга, MU не нужно включать в общий крутящий момент. Однако стандарт не уточняет, что представляет собой «высокая предварительная нагрузка» или как ее определять и измерять.

2. Измеренный коэффициент трения стопорных гаек.

Если в качестве объекта испытаний использовать самоконтрящиеся-гайки с нейлоновой вставкой, соответствующие проблемы объясняются только с помощью операций затяжки гаек. Кривые угла крутящего момента-и угла-осевой силы показывают, что стопорные гайки имеют очевидный крутящий момент-на стадии крутящего момента: когда болт ввинчивается в гайку до тех пор, пока он не коснется запирающей части, создается определенный крутящий момент-вращения (т. е. крутящий момент, препятствующий-отвинчиванию); после того, как резьба болта полностью проходит запирающую часть, крутящий момент -входит в стабильную стадию и больше не продолжает расти; когда гайка полностью прикреплена к подключаемому компоненту, крутящий момент увеличивается пропорционально углу поворота.

На стадии работы-затяжки осевая сила болта практически равна нулю, а кривая представляет собой примерно горизонтальную прямую линию-, что означает, что отображаемый в этот момент момент затяжки не преобразуется в эффективный предварительный натяг. Из кривых коэффициента трения резьбы-угла и общего коэффициента трения-угла видно, что коэффициент трения изменяется в зависимости от угла затяжки: после того, как гайка прикреплена к соединенному компоненту, коэффициент трения резьбы и общий коэффициент трения уменьшаются по мере увеличения осевой силы (или угла поворота). Это указывает на то, что при моменте затяжкиконтргайкамал, его нельзя установить или рассчитать в соответствии с обычным соотношением крутящего момента-осевой силы; вместо этого необходимо использовать фактический коэффициент трения или считать, что рабочий- крутящий момент соответствует фактическим условиям работы.

Коэффициент трения опорной поверхности контргаек меняется незначительно: после того, как гайка прикреплена к соединенному компоненту, ее коэффициент трения опорной поверхности в основном соответствует коэффициенту трения обычных не-контргайек, и не наблюдается значительных колебаний с увеличением предварительного натяга (осевой силы болта).

Если контргайка разработана в соответствии с заданным коэффициентом трения, ее можно затягивать в соответствии с обычным моментом затяжки во время нормальной работы, и нет необходимости дополнительно учитывать крутящий момент-при работе. Это связано с тем, что испытание на коэффициент трения контргаек проводится при условии испытательной нагрузки 75%, а фактический коэффициент трения может соответствовать требованиям разработки при затяжке в соответствии с обычным моментом затяжки. Результаты испытаний показывают, что когда контргайка затянута на 1600 градусов, коэффициент трения резьбы в основном стабилен-в это время он достигает около 50 % от окончательной предварительной нагрузки, а коэффициент трения резьбы в основном соответствует окончательному коэффициенту трения, сохраняя стабильное состояние.

Исходя из этого, можно уточнить, что если расчетный предварительный натяг самоконтрящейся-гайки достигает 40 % от расчетной нагрузки болта или более, то, по сути, нет необходимости учитывать рабочий-крутящий момент; «высокая предварительная нагрузка», упомянутая в стандарте VDI 2230, должна составлять не менее 40 % от пробной нагрузки. Если расчетный крутящий момент слишком мал, необходимо учесть крутящий момент-самоконтрящейся-гайки.

Кроме того, следует отметить, что для крепежных изделий с зубцами на головке болта или опорной поверхности гайки стандарт VDI 2230 не определяет сценарии, в которых дополнительным крутящим моментом можно пренебречь-, что означает, что для таких зубчатых крепежных деталей во всех случаях необходимо учитывать дополнительный крутящий момент под головкой/опорной поверхностью. Это связано с тем, что при затягивании зубчатых крепежных изделий их коэффициент трения (или эквивалентный коэффициент трения) постепенно увеличивается; особенно при высокой предварительной нагрузке, эквивалентный коэффициент трения значительно возрастает, что эквивалентно тому, что головка болта/опорная поверхность гайки оказывают эффект экструзии и задира на поверхности соединяемого компонента.

3. Сценарии, в которых необходимо учитывать-крутящий момент контргаек

Например, в сценарии соединения между штоком поршня амортизатора и монтажным основанием (креплением): для уменьшения веса внешний диаметр штока поршня обычно не проектируется слишком большим, а эффективный размер опорной поверхности часто составляет всего около 3 мм или даже меньше в некоторых конструкциях. Поэтому, учитывая различные требования к обслуживанию, момент затяжки монтажной гайки не может быть установлен слишком высоким-в противном случае чрезмерный момент может легко вызвать раздавливание или необратимую пластическую деформацию монтажного основания, что приведет к ослаблению предварительного натяга. С точки зрения требований к усилию здесь не требуется чрезмерного усилия зажима, чтобы выдерживать внешние нагрузки, поэтому момент затяжки гайки в верхней части амортизатора обычно невелик. Если взять в качестве примера гайку с резьбой M14×1,5, то момент ее затяжки часто составляет всего около 60 Нм. Однако максимальный стандартный крутящий момент-момента вращения цельнометаллической-самоконтрящейся-гайки M14×1,5-10 составляет 31 Нм. Если фактический крутящий момент-близок к этому значению, то при затяжке с моментом 60 Нм эффективная сила зажима может уменьшиться. Поэтому определение коэффициента трения самоконтрящейся-гайки имеет решающее значение в сценариях проектирования с таким низким-крутящим моментом, и необходимо подчеркнуть влияние момента приработки.