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螺紋受力及防松能力探讨

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螺紋受力及防松能力探讨

發布日期:2019-02-18 作者: 點擊:

機體外螺紋聯接,A194螺母在外力(扭矩)效果下将工件夾緊的進程是外力使螺母的内螺紋不斷擠進螺栓的外螺紋的進程。這使得螺母受壓,螺栓受拉。


  1、受力現象


  螺母在外力(扭矩)效果下将工件夾緊的情況下,一般螺紋的軸向方向并不是全旋合長度内的螺紋都受力,而是靠近工件的前三扣螺紋受力大,後邊的螺紋受力小甚至不受力。這是在設備進程中随時能夠觀察到的實踐。前三扣受力現象是一般螺紋不能防松的一個重要原因。但是,通過查驗三角螺紋、鋸齒螺紋、管螺紋,甚至是MJ航空專用螺紋都會呈現前三扣受力現象,這是因為螺紋結構和所用材料構成的。


  2、受力探因


  2.1 材料功用分析


  假定表裡螺紋聯接副運用的是必定剛性材料(材料不會發生任何變形)。螺母在緊固力矩的效果下将工件夾緊,即螺母的作業面接觸到工件表面并壓緊,發生緊固力與反效果力。因為表裡螺紋的螺距相同,材料又是必定剛性的,因此表裡螺紋的每一扣的距離都以相同的位移在減小;所以每一扣表裡螺紋都一同互相接觸一同受力,螺紋聯接副的軸力會均勻地分配給每一扣螺紋,這樣就不會有螺紋前後受力不均勻的現象。


  螺栓聯接副所運用的材料都是塑性材料,如碳素結構鋼、合金結構鋼、不鏽鋼和銅合金等。從理論上說,有力的效果就會有變形;當螺栓軸力比較小的時分,也相當于這個聯接副的剛度比較大,剛度大變形天然小,全旋合長度内每一扣的變形量趨近于零,則每一扣都接觸都受力,這時受力是均勻的。


  跟着軸力的增加,當變形量不可忽略時,前兩扣螺紋受力會活絡增加,緊随其後的螺紋受力增加緩慢,在後邊的螺紋受力不光不會增大,且還會減小,并終究趨近于零。這是因為在軸力的效果下,榜首、二扣螺紋之間的螺距發生改動;内螺紋受壓螺距減小,實踐效果螺距小于正常螺距(正常螺距是螺紋加工後的實踐螺距);外螺紋受拉螺距加大,實踐效果螺距大于正常螺距。此時,假定榜首、二扣螺紋的剪切變形不大,則第三扣螺紋受力将減小。這是因為榜首、二扣螺距的增、減疊加之和,會累加到第三扣螺紋上,第三扣及往後各扣螺紋會平移,材料還具有必定剛性,而且平移脫離的量,就是前兩扣螺距增減疊加之和,平移的這個距離也就是榜首、二扣螺紋材料發生彈性、塑性變形的累積,使得第三扣及往後各扣螺紋接觸壓力減小了。依此類推,假定,榜首、二扣螺紋的剪切變形和彈性變形大于螺距變形的累積之和,因緊固力矩的效果,則螺母會發生相對翻滾,相當于外螺紋平移,往後各扣表裡螺紋互相靠近,則第三扣螺紋受力加大。假定前兩扣螺紋,沒有發生剪切變形,從第三扣起,往後各扣螺紋受力逐步減少。


  2.2 螺紋螺距分析


  螺栓聯接副的螺距相等,也是發生螺紋受力不均勻的原因之一。假定螺紋的螺距互不相等,第二扣往後的螺距減小量能夠剛好抵消前一扣及前幾扣螺距的變形量之和,則每一扣的受力将均勻一同。如此,螺母、螺栓的螺距應該是一個改動的數字,理論上能夠避免螺紋前三扣受力的倒運情況。但是,實踐出産中這樣的螺紋是很難進行加工的。其他,螺紋的變形量也是跟着受力大小的改動而改動,不是一個定值。


  2.3 螺紋牙型分析


  螺紋牙型角一同也是發生螺紋前三扣受力的原因之一。表裡螺紋牙型角一同,使得表裡螺紋牙根處受剪切力最大(現在螺栓聯接副疲倦失效以剪切損壞為 主)。假定内螺紋牙型頂角大于外螺紋牙型頂角(反之亦然),則外螺紋牙頂與内螺紋牙根相接觸,内螺紋牙根受剪切力,外螺紋牙根底部和内螺紋牙頂不接觸,處于空位情況。此時,外螺紋牙頂受懸臂力,外螺紋在懸臂力效果下發生的變形較大,前三扣受力現象将得到改進。


  3、防松才調談論


  我國螺紋的牙型角基本是60°,但内、外螺紋牙型角的極限過錯并不一同。牙型角:在螺紋牙型上,相鄰兩牙側間的夾角。實踐出産中,因為内、外螺紋牙型角的極限過錯的存在,會有一部分螺母與螺栓配合時,外螺紋牙頂與内螺紋牙根相接觸,使外螺紋構成懸臂受力。


  一般認為,牙型角的極限過錯再大一些會更好。較大牙型角的極限過錯的螺紋聯接會構成外螺紋牙頂與内螺紋牙底相接觸的辦法,既構成外螺紋懸臂受力的有利于螺紋防松的緊固辦法。相對一般螺紋來說,就相當于增加了彈形系數很大的彈性墊圈。在外扭矩效果下,它能夠存儲很大的彈性勢能,能夠補償、抵消較纖細哆嗦發生的松懈力。從螺紋防松的含義上講,牙型角的較大極限過錯也隻是是具有了防松的一個條件。究竟,螺紋防松還需求表裡螺紋之間堅持滿足健旺的徑向效果力。


  4、結語


  人們常常會發現,一般螺紋受力部位前端的螺紋接受的壓力大,後端的螺紋接受的壓力小或許不受力,又稱一般螺紋的前三扣受力。這一現象無論是教科書仍是相關學術論文都很少觸及。一般螺紋的前三扣受力現象是螺紋結構和材料的彈性、塑性變形構成的,本文的觀念,謹供談論或交流,不光之處請批評指正。


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關鍵詞:螺紋受力,螺紋防松能力

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