摘要螺紋連接以其簡單、可靠、便于調(diào)節(jié)、多次拆裝而無需更換的優(yōu)點,在裝配過程中占有很大的比重。裝配過程中屢屢出現(xiàn)因擰緊力矩過大或過小出現(xiàn)螺紋緊固件或連接件失效的問題,為了提高螺釘連接的一致性和可靠性,首先通過工程方法計算確定不同規(guī)格螺釘?shù)睦碚摂Q緊力矩值,并對防松方法進行了總結,其次通過振動試驗驗證螺釘擰緊力矩工程計算值是否正確、合理。最后,對螺釘擰緊力矩選取原則進行了歸納總結,以便工藝設計人員根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇。
關鍵詞螺紋連接擰緊力矩振動試驗
1 引言
螺釘聯(lián)接安全性的關鍵在于保持足夠的剩余預緊力。當慣導系統(tǒng)在振動過程中,螺釘所受的工作力大到足以抵消預緊力時,就會出現(xiàn)螺釘松動或折斷的危險。為預防螺釘連接失效,保證產(chǎn)品的可維修性和可拆卸性,常用螺紋緊固膠防松和彈平墊防松。其中螺紋緊固膠方法防松,在粘接劑的作用下,拆卸力矩成倍增長。彈平墊方法防松,平墊圈主要用于改善支承面的接觸狀態(tài),保證支承面的摩擦因數(shù)穩(wěn)定,對防松有一定的作用。彈簧墊圈利用其彈性產(chǎn)生軸向力使螺紋副軸向壓緊而產(chǎn)生摩擦力防松,但一般用于不重要的螺紋副連接。
2 螺紋緊固力矩的工程計算方法
在工程設計中,螺紋連接件擰緊力矩一般按式(1)計算,其中擰緊力矩系數(shù)K 與螺紋大小、螺紋升角、螺紋當量摩擦角、螺紋當量摩擦系數(shù),螺釘頭與被連接件支撐面的摩擦系數(shù)有關,可針對特定的工況條件按GJB715.15 規(guī)定的試驗方法測出,當被聯(lián)接件表面為氧化無潤滑狀態(tài)時,取 0.24。
M = KdF ×10-3 (1)
式中:M——擰緊力矩,單位 N·m;
F——軸向力,即設計時確定的預緊力,單位 N;
K——擰緊力矩系數(shù);
d——螺紋公稱直徑,單位 mm;
對于碳素鋼螺釘,預緊力為:
F = (0.6~0.7)σ sAs (2)
對于合金鋼螺釘,預緊力為:
F = (0.5~0.6)σ sAs(3)
式中:σs——螺釘材料的屈服極限;
As——螺紋公稱應力截面積,
d2——外螺紋中徑;
d3——螺紋的計算直徑d3 =d – H/6
H——為螺紋的原始三角形高度;
d1——外螺紋小徑。