Поперечное движение болтовой связи

Поперечное движение болтовой связи

Junker показал, что когда происходит относительное движение между сопряжённой резьбой и опорами крепления, предварительная прошивка освобождается сама по себе. Такое относительное движение происходит, когда поперечная сила, действующая на соединение, больше, чем сопротивление трения, возникающее в результате предварительного натяжения. Относительно небольшое поперечное смещение может происходить между боковой стороной резьбы и контактной поверхностью подшипника. После того, как мы преодолеем брешь в резьбе, болт будет проходить через изгиб, и если поперечное скольжение продолжится, то произойдет скольжение по опорной поверхности болтовой головки. После запуска, резьба и болтоголовые некоторое время будут без трения. Внутреннее закрытие крутящего момента, действующего в силу предварительной силы, действующей на винтовой винтовой угол, создает коррелятивный вращательный момент между гаечкой и болтом.

При повторном поперечном движении механизм может полностью ослабить крепление. В целях исследования причин уязвимости Junker разработала тестовую машину, так называемую «Junker machine», которая измеряет эффективность конструкции крепления для защиты от гибкости.

Машина для испытания юнкерских креплений

Роликовые подшипники используются для устранения трения между подвижными пластинами и неподвижными пластинами. Датчик взвешивания может непрерывно контролировать нагрузку на болт, когда гайка прикладывает поперечное движение к двигательной пластине на своей верхней панели. Это является главным преимуществом в сравнении со стандартами тестирования на удар, поскольку во время тестирования можно измерить потери в предварительной силе и составить диаграммы взаимоотношений между предварительной силой и циклом. Идея, стоящая за машиной янкера, заключалась в Том, что поперечное смещение, созданное камерой, привело к колебанию в крепеже. Сила трения, преодолевающая крепеж, создает самопроизвольную гибкость.

Юнкерский испытательный аппарат

Вибрирующая кривая юнкера

Такие тесты, как тесты Junker (спецификация DIN 65151) позволяют сравнивать производительность различных конструкций крепежных блоков для предотвращения саморасшатывания. За последние два десятилетия было проделано много работы по изучению существующих конструкций креплений, с тем чтобы сравнить их устойчивость к вибрирующей гибкости. Для эффективного сравнения использование одних и тех же амплитуд является жизненно важным, поскольку это оказывает существенное влияние на результат. Здесь показаны типичные результаты тестов спиральных пружинных прокладок.

Некоторые тесты показали, что спиральная пружинная прокладка под болтовой головкой ускоряет отвисение, другие тесты показали, что использование прокладки имеет схожее свойство с применением болтов без какого-либо запирающего устройства. Многие крупные производители OEM знают об этих находках и больше не назначают такие прокладки в своих внутренних стандартах. Однако, судя по продолжительному использованию этих прокладок, многие организации, похоже, не в курсе этих открытий.

Многие блоки, используемые для крепления резьбы, либо основаны на движении относительной резьбы между болтами и гаечными резьбами (например, при использовании нейлона, вставшего в гайку), либо на движении гайки, направленной на предотвращение движения гайки по отношению к соединению (например, при использовании различных типов "запирающих" прокладок). Однако янкер и другие последующие исследователи указали на важность предотвращения поперечного движения суставов. Болт был сконструирован должным образом, чтобы зажать болт достаточно сильно, чтобы предотвратить поперечное перемещение, вызванное трением между ними, и не отходить. На этапе проектирования это может быть достигнуто путем отбора размера и прочности крепежа, с тем чтобы предварительная сила могла генерировать достаточно трения, чтобы предотвратить сдвиг соединений во внешней нагрузке.

Заключение исследования

Наиболее распространенной причиной, по которой крепеж является саморасшатывающимся, является не вибрация, а движение соединений, в частности, резьба болта и поперечное скольжение опорных граней. Если можно получить достаточно предварительной силы от болта, чтобы предотвратить сдвиг стыка, то нет необходимости в блокировке, потому что трение закрепляет части вместе. Основная проблема при проектировании с помощью резьбы-крепления состоит в обеспечении того, чтобы предварительная сила была достаточной для того, чтобы крепко удерживать детали в условиях изменения условий трения. График показывает влияние изменения трения на предварительное натяжение болта.

Ключ к предотвращению самоосвобождения-обеспечение достаточного количества болтов

Как правило, определение крутящего момента включает в себя предел крутящего момента, с тем чтобы можно было экономически собрать соединение. Принимая во внимание это, а также возможные основные крутящие моменты (с максимальными и минимальными ограничениями), можно генерировать график, показывающий изменения в предварительной силе, вызванные спецификациями сборки.

Влияние трения на предварительное натяжение болта

При минимальных ожидаемых предварительных усилиях, возникающих при изготовлении болтов, соединение устранит любой риск, если не будет применена «коэффициент безопасности», а разработка с использованием средней силы предварительного натяжения приведет к тому, что многие болты будут расшатываться. Необходимо также оставить небольшой объем потерь в преднатяжной силе, нанесенных вложением, которые могут проявиться в резьбе, когда оседают контактные поверхности, а также под поверхностью болтовой головки и гайки. Для того чтобы сохранить ограничения на количество вложений, необходимо обеспечить, чтобы усилие подшипника внутри гайки, болтовой головки и соединений оставалось в пределах максимально допустимого напряжения подшипника, защемленного материалом.

В тех случаях, когда нет возможности предотвратить смещение соединений, например, в случае теплового расширения, необходимо указать надежное устройство блокировки производительности.