鎖緊螺母的影響因素有哪些

發(fā)布時間：2021-06-18 17:47:52 點擊次數：253

鎖緊螺母最大擰出力矩受多方面因素的影響。對于鎖緊螺母低周疲勞性能的研究,螺紋中徑、螺旋升角和牙型斜角均保持不變,僅螺紋片最大彈性恢復力FNmax和當量摩擦角ρe在重復用到后會出現一定程度的改變。因此,僅需從這兩方面對鎖緊螺母背負循環(huán)負載時最大擰出力矩的變化規(guī)律開展分析。

1、材料應變硬化

材料在周而復始加載時,會出現“循環(huán)應變硬化”或“周而復始應變軟化”現象,即在等幅循環(huán)應變狀況下,應力幅會隨循環(huán)次數的增加而出現增加或降低的現象。經過若干循環(huán)后,應力幅進入循環(huán)穩(wěn)定情形。鎖緊螺母的低周疲勞是在應變?yōu)槌档那闆r下進行的,螺紋片的應變硬化或軟化將會影響其最大擰出力矩的大小。用以制造鎖緊螺母的合金鋼屬于循環(huán)應變硬化材料,材料硬化會使螺紋片彈性恢復力FN增加,擰出力矩上升。

2、低周疲勞

低周疲勞是指疲勞應力相仿或超過材料的屈服極限,材料在每一個應變循環(huán)中均有一定量的塑性變形,壽命一般在102到幾乘104的范圍內,疲乏曲線一般用ε-N曲線表示。有限元計算結果顯示,在螺栓擰入鎖緊螺母后,螺紋片根部應力較大,表層部分區(qū)域處于屈服情形,而螺紋片根部中心區(qū)域應變很小,應變情況比起復雜。螺紋片根部應變較高的區(qū)域經歷往返加載,容易出現低周疲憊,使螺紋片壓力下滑,擰出力矩減少。

3、摩擦系數

摩擦角是影響擰出力矩的最主要因素,摩擦力的存在是鎖緊螺母正常工作的基本。鎖緊螺母工作時,接觸面在螺紋片彈性恢復力作用下存在壓力和摩擦力,在重復使用過程中,接觸面在循環(huán)往復的摩擦功用下,粗糙位置和棱角被磨平而變得光滑,摩擦系數變小,進而減小螺母的最大擰出力矩。

4、制造及裝配

由于制造技術限制和精度等緣故,使得螺紋邊緣存在尖角或組件之間的尺寸配合不協調,在初次裝配時,擰入擰出力矩可能會出現一定的起伏或波動,需經過一定次數的磨合才能得到比起精確的鎖緊螺母重復使用特性。

5、收口值

材料和螺母的幾何參數確定后,收口值的改變對鎖緊螺母的重復使用特性有最主要影響。收口值變大,螺紋片張開時的變形增大,螺紋片應變增加,應變循環(huán)硬化現象加劇,且螺紋片壓力FN變大,具有使擰出力矩增加的趨于;另一方面,螺紋片的寬度裁減,螺紋片的總面積縮減,與螺栓的摩擦力縮減,螺紋片應變增加,低周疲勞性能降低,具備使最大擰出力矩降低的趨于。在多種因素聯合功效下,最大擰出力矩隨一再使用次數的變化很難預測,只能通過試驗對其開展觀測。