什么是鎖緊螺母在什么情況下我們會(huì)用到鎖緊螺母

當(dāng)我們運(yùn)用鎖緊螺母,我們不讓它零落時(shí),我們運(yùn)用它。除非我們選擇運(yùn)用鎖緊螺母,否則零落將頻繁發(fā)作。那麼為何一個(gè)普通的堅(jiān)果在某些狀況下不能發(fā)揚(yáng)應(yīng)有的作用呢?

如果一個(gè)螺母很難被安裝上去,那么使它脫落也是比較困難的。在大部分情況下,這點(diǎn)是毋庸置疑的。但是,使用鎖緊螺母緊固件的時(shí)候嗎,他們?cè)诎惭b得更為牢固的扭矩,并不會(huì)抵消所有可能使緊固件松動(dòng)的那個(gè)力。一旦扭矩被抵消,脫落就只是時(shí)間問(wèn)題。

對(duì)緊固件性能產(chǎn)生負(fù)面影響的因素其實(shí)有很多,例如:彎曲力,腐蝕,氫脆,連接部位移動(dòng),撬力,陡震負(fù)載,極端溫度以及振動(dòng)。如何控制這些負(fù)面影響長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾著人們。因此鎖緊螺母就應(yīng)用而生,因?yàn)樗鼈兪菍?zhuān)門(mén)為了,來(lái)設(shè)計(jì)用來(lái)防止螺栓松動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生的。 一直以來(lái)大家都公認(rèn)為,可以確保螺栓結(jié)合提供足夠保障的方法就是使用由兩個(gè)獨(dú)立螺母組成的組合:先擰緊其中較薄的螺母,再擰緊較厚的螺母。然而這個(gè)方法依舊需要定期的檢查以及時(shí)常的維護(hù),因?yàn)樵谑褂眠^(guò)程中一直有一種無(wú)形的力作用于緊固件上,使其松動(dòng)。 舉個(gè)緊固件應(yīng)用于鐵路上的例子。鐵軌需要不斷地抵抗列車(chē)運(yùn)行所帶來(lái)的大量振動(dòng),與此同時(shí)還要保持連接部位的完整。縱觀歷史,鐵路事故的發(fā)生往往是由于連接部分的損壞,而這種損壞就是因緊固件松動(dòng)造成的。然而,這種松動(dòng)可以用防松技術(shù)來(lái)解決。

螺母的工作原理是采用螺母和螺栓之間的摩擦力進(jìn)行自鎖的。但是在動(dòng)載荷中這種自鎖的可靠性就會(huì)降低。在一些重要的場(chǎng)合我們就會(huì)采取一些防松措施,保證螺母鎖緊的可靠性。鎖緊螺母就是其中的一種防松措施。鎖緊螺母的防松效果優(yōu)劣主要取決于螺母與螺栓嚙合螺紋之間相互作用力。提高嚙合螺紋之間相互作用力的方式有很多種,比如螺母螺紋的結(jié)構(gòu)改良,螺紋的表面處理等。

鎖緊螺母z大擰出力矩受多方面因素的影響。對(duì)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z大彈性恢復(fù)力 FNmax和當(dāng)量摩擦角ρe在重復(fù)使用后會(huì)出現(xiàn)一定程度的改變。因此,僅需從這兩方面對(duì)鎖緊螺母承受循環(huán)載荷時(shí)z大擰出力矩的變化規(guī)律進(jìn)行分析。

1、鎖緊螺母材料應(yīng)變硬化

材料在循環(huán)加載時(shí),會(huì)出現(xiàn)“循環(huán)應(yīng)變硬化”或“循環(huán)應(yīng)變軟化”現(xiàn)象,即在等幅循環(huán)應(yīng)變情況下,應(yīng)力幅會(huì)隨循環(huán)次數(shù)的增加而出現(xiàn)增加或降低的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)若干循環(huán)后,應(yīng)力幅進(jìn)入循環(huán)穩(wěn)定狀態(tài)。鎖緊螺母的低周疲勞是在應(yīng)變?yōu)槌?shù)的情況下進(jìn)行的,螺紋片的應(yīng)變硬化或軟化將會(huì)影響其z大擰出力矩的大小。用于制造鎖緊螺母的合金鋼屬于循環(huán)應(yīng)變硬化材料,材料硬化會(huì)使螺紋片彈性恢復(fù)力FN增加,擰出力矩升高。

2、鎖緊螺母制造及裝配

由于制造技術(shù)限制和精度等原因,使得螺紋邊緣存在尖角或零件之間的尺寸配合不協(xié)調(diào),在初次裝配時(shí),擰入擰出力矩可能會(huì)出現(xiàn)一定的起伏或波動(dòng),需要經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的磨合才能得到較為準(zhǔn)確的鎖緊螺母重復(fù)使用特性。

3、鎖緊螺母低周疲勞

低周疲勞是指疲勞應(yīng)力接近或超過(guò)材料的屈服,材料在每一個(gè)應(yīng)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(nèi),疲勞曲線一般用ε-N曲線表示。有限元計(jì)算結(jié)果顯示,在螺栓擰入鎖緊螺母后,螺紋片根部應(yīng)力較大,表層部分區(qū)域處于屈服狀態(tài),而螺紋片根部中心區(qū)域應(yīng)變很小,應(yīng)變情況較為復(fù)雜。螺紋片根部應(yīng)變較高的區(qū)域經(jīng)歷往復(fù)加載,容易出現(xiàn)低周疲勞,使螺紋片壓力降低,擰出力矩減小。

4、鎖緊螺母摩擦系數(shù)

摩擦角是影響擰出力矩的重要因素,摩擦力的存在是鎖緊螺母正常工作的基礎(chǔ)。鎖緊螺母工作時(shí),接觸面在螺紋片彈性恢復(fù)力作用下存在壓力和摩擦力,在重復(fù)使用過(guò)程中,接觸面在循環(huán)往復(fù)的摩擦作用下,粗糙位置和棱角被磨平而變得光滑,摩擦系數(shù)變小,進(jìn)而減小螺母的z大擰出力矩。

5、鎖緊螺母收口值

在確定了材料和螺母的幾何參數(shù)后,閉合值的變化對(duì)鎖緊螺母的再利用特性有重要影響。另一方面,螺紋片的寬度減小,螺紋片的總面積減小,與螺栓的摩擦力減小,螺紋片的應(yīng)變?cè)龃?。此?低周疲勞性能降低,z大扭矩減小。在多種因素的共同作用下,z大轉(zhuǎn)矩隨重復(fù)使用次數(shù)的變化難以預(yù)測(cè),只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察。