آیا باید به گشتاور سفت شونده-مجوزهای قفل شونده ضد{0}}گشتاور شل شدنی اضافه کنیم؟

مهره{0}}خود قفل شوندهکه به عنوان مهره های قفلی نیز شناخته می شود، عمدتاً شامل سه نوع می شود: مهره های تماماً فلزی-خود قفل شونده{{1}، مهره های غیرفلزی درج شده-و مهره های خود قفل شونده فلزی-. تمام مهره‌های خود قفل‌شونده فلزی را می‌توان به دو زیرگروه دیگر تقسیم کرد: یکی، نوع صفحه انتهایی پرچ‌شده سه نقطه‌ای است که با تأثیر کمی بر گام نخ، ویژگی‌های قفل را تشکیل می‌دهد. دیگری نوع تغییر شکل اکستروژن طرف مقابل است که برای رسیدن به عملکرد قفل، نخ انتهایی را از شکل دایره ای به شکل بیضی تبدیل می کند. تأثیر ضریب اصطکاک بر پیش بار نهایی به طور گسترده ای شناخته شده و ارزش گذاری شده است، اما بسیاری از مردم هنوز در مورد نحوه طراحی گشتاور سفت برای مهره های خود قفل شونده شک دارند. امروز، سردبیر Jiangsu Jinrui در مورد این موضوع با شما بحث خواهد کرد.

1. شرح گشتاور برای خود -مهره های قفل شونده در VDI 2230

استاندارد VDI 2230 به طور واضح گشتاور سفت شدن مهره های خود قفل شونده را بیان می کند: هنگام تعیین یا محاسبه گشتاور سفت شدن برای چنین قطعاتی، علاوه بر گشتاور سفت شدن رزوه معمولی (MG) و گشتاور سفت شدن سطح بلبرینگ (MK) نیز باید در نظر گرفته شود{2}. (MU، انحصاری برای مهره های خود قفل شونده) و گشتاور اضافی مقاومت سطح یاتاقان (MKzu، مانند سناریوی سفت شدن پیچ و مهره های دندانه دار).

با این حال، مکمل‌های استانداردی که برای مجموعه‌های اتصال دهنده از قبل بارگیری بالا، رزوه در حال اجرا-در گشتاور (MU) را می‌توان نادیده گرفت. این بدان معناست که وقتی پیچ به حالت پیش بارگیری بالا سفت می شود، نیازی نیست MU در گشتاور کل گنجانده شود. با این حال، استاندارد بیشتر توضیح نمی دهد که چه چیزی "پیش بارگذاری بالا" یا نحوه تعریف و اندازه گیری آن است.

2. ضریب اصطکاک اندازه گیری شده مهره های قفلی

با در نظر گرفتن مهره‌های خود قفل شونده نایلونی{0}}به عنوان جسم آزمایشی، مسائل مربوطه فقط از طریق عملیات سفت کردن مهره توضیح داده می‌شوند. گشتاور-زاویه و نیروی محوری-منحنی‌های زاویه نشان می‌دهد که مهره‌های قفلی در مرحله گشتاور عملکرد واضحی دارند-: هنگامی که پیچ به مهره پیچ می‌شود تا زمانی که قسمت قفل را لمس کند، یک چرخش خاص-در گشتاور (یعنی ضد{8}}شل شدن تورک ایجاد می‌شود. پس از اینکه رزوه پیچ به طور کامل از قسمت قفل عبور کرد، گشتاور در حال اجرا- وارد مرحله پایدار می شود و دیگر به بالا رفتن ادامه نمی دهد. هنگامی که مهره کاملاً به قطعه متصل متصل می شود، گشتاور متناسب با زاویه چرخش افزایش می یابد.

در مرحله اجرا-در مرحله گشتاور، نیروی محوری پیچ اساساً صفر است و منحنی تقریباً یک خط مستقیم افقی است- که به این معنی است که گشتاور سفت شدن نمایش داده شده در این زمان به پیش بارگذاری مؤثر تبدیل نشده است. از ضریب اصطکاک رزوه-زاویه و ضریب اصطکاک کل-منحنی زاویه می‌توان دریافت که ضریب اصطکاک با زاویه سفت شدن تغییر می‌کند: پس از اتصال مهره به جزء متصل، ضریب اصطکاک رزوه و ضریب اصطکاک کل با افزایش نیروی محوری کاهش می‌یابد. این نشان می دهد که وقتی گشتاور سفت شدن ازمهره قفلیپایین است، نمی توان آن را مطابق با گشتاور مرسوم-رابطه نیروی محوری تنظیم یا محاسبه کرد. در عوض، لازم است از ضریب اصطکاک واقعی استفاده شود یا گشتاور در حال اجرا{1}} با شرایط کاری واقعی سازگار باشد.

ضریب اصطکاک سطح یاتاقان مهره‌های قفلی کمی تغییر می‌کند: پس از اتصال مهره به قطعه متصل، ضریب اصطکاک سطح یاتاقان آن اساساً با مهره‌های غیرقفل‌کننده معمولی مطابقت دارد و با افزایش پیش بارگذاری (نیروی محوری پیچ) نوسان قابل‌توجهی وجود ندارد.

اگر مهره قفلی مطابق با ضریب اصطکاک تنظیم شده توسعه یافته باشد، می توان آن را مطابق با گشتاور سفت کننده معمولی در حین کارکرد معمولی سفت کرد و نیازی به در نظر گرفتن بیشتر - در گشتاور نیست. این به این دلیل است که آزمایش ضریب اصطکاک مهره‌های قفل تحت شرایط بار مقاوم 75٪ انجام می‌شود و ضریب اصطکاک واقعی می‌تواند الزامات توسعه را هنگام سفت شدن مطابق با گشتاور سفت کردن معمولی برآورده کند. نتایج آزمایش نشان می دهد که وقتی مهره قفل تا 1600 درجه سفت می شود، ضریب اصطکاک رزوه اساساً پایدار است-در این زمان، به حدود 50 درصد از پیش بارگذاری نهایی می رسد و ضریب اصطکاک رزوه اساساً با ضریب اصطکاک نهایی مطابقت دارد و حالت پایداری را حفظ می کند.

بر این اساس، می توان روشن کرد که اگر پیش بار طراحی شده مهره-خود قفل کننده به 40 درصد بار مقاوم پیچ یا بیشتر برسد، اساساً نیازی به در نظر گرفتن کارکرد-در گشتاور نیست. "پیش بار بالا" ذکر شده در استاندارد VDI 2230 باید حداقل 40٪ از بار اثبات باشد. اگر گشتاور طراحی‌شده خیلی کم باشد، باید -گشتاور در حال کار مهره خود قفل شونده در نظر گرفته شود.

علاوه بر این، باید توجه داشت که برای اتصال دهنده‌های دارای دندانه روی سر پیچ یا سطح بلبرینگ مهره، استاندارد VDI 2230 سناریوهایی را مشخص نمی‌کند که می‌توان گشتاور اضافی را نادیده گرفت-به این معنی که چنین بست‌های دندانه‌داری باید گشتاور اضافی زیر سر/سطح بلبرینگ را در همه موارد در نظر بگیرند. این به این دلیل است که وقتی بست های دندانه دار سفت می شوند، ضریب اصطکاک آنها (یا ضریب اصطکاک معادل) به تدریج افزایش می یابد. به خصوص در شرایط پیش بار بالا، ضریب اصطکاک معادل به طور قابل توجهی افزایش می یابد، که معادل سطح بلبرینگ سر پیچ/مهره است که اثر اکستروژن و امتیازدهی را بر روی سطح قطعه متصل اعمال می کند.

3. سناریوهایی که در آن دویدن-در گشتاور مهره های قفلی باید در نظر گرفته شود

به عنوان مثال، در سناریوی اتصال بین میله پیستون کمک فنر و پایه نصب (mount): برای کاهش وزن، قطر خارجی میله پیستون معمولاً خیلی بزرگ طراحی نمی شود و اندازه سطح موثر یاتاقان اغلب فقط حدود 3 میلی متر یا حتی در برخی از طرح ها کوچکتر است. بنابراین، با توجه به برآورده شدن الزامات مختلف سرویس، گشتاور سفت شدن مهره نصب را نمی توان خیلی زیاد تنظیم کرد{2} در غیر این صورت، گشتاور بیش از حد ممکن است به راحتی باعث خرد شدن یا تغییر شکل پلاستیک دائمی پایه نصب شود و منجر به تضعیف پیش بار شود. از منظر نیاز نیرو، در اینجا برای تحمل بارهای خارجی به نیروی گیره بیش از حد نیاز نیست، بنابراین گشتاور سفت شدن مهره در بالای کمک فنر معمولاً کم است. با در نظر گرفتن یک مهره با مشخصات رزوه M14×1.5 به عنوان مثال، گشتاور سفت شدن آن اغلب تنها حدود 60 نیوتن متر است. با این حال، حداکثر گشتاور استاندارد کارکرد-در یک M14×1.5-10 مهره تمام{13}}خود قفل فلزی-31 نیوتن متر است. اگر گشتاور واقعی نزدیک به این مقدار باشد، وقتی در 60 نیوتن متر سفت شود، نیروی گیره موثر ممکن است کاهش یابد. بنابراین، تعیین ضریب اصطکاک مهره{20}خود قفل شونده در چنین سناریوهای طراحی گشتاور پایین بسیار مهم است و تأثیر گشتاور در حال اجرا باید مورد تأکید قرار گیرد.