Чи потрібно нам до моменту затягування само-гайки додати анти{0}}затягування?

Само{0}}гайки, також відомі як контргайки, в основному включають три типи: повністю-металеві само-гайки, не-металеві вставні само-гайки та металеві само-затискні гайки. Усі-металеві само-гайки можна розділити на два підтипи: один — три-тип торцевої поверхні з заклепками, який формує характеристики фіксації, незначно змінюючи крок різьби; інший тип деформації протилежної сторони екструзії, який перетворює кінцеву нитку з круглої форми на еліптичну форму для досягнення функції блокування. Вплив коефіцієнта тертя на остаточне попереднє натягування широко визнано та оцінено, але багато людей досі сумніваються щодо того, як розрахувати момент затягування само{10}}гайки. Сьогодні редактор Jiangsu Jinrui обговорить це питання з вами.

1. Опис моменту затягування само{1}}гайки в VDI 2230

Стандарт VDI 2230 чітко визначає момент затягування само{1}}гайок: під час визначення або розрахунку моменту затягування для таких компонентів, окрім звичайного моменту затягування різьби (MG) і моменту затягування опорної поверхні (MK), також необхідно враховувати момент затягування-різьби (MU, винятково для само-затягування) гайки) і додатковий момент опору опорної поверхні (MKzu, наприклад, у сценарії затягування зубчастих болтів/гайок).

Однак можна знехтувати стандартними доповненнями, згідно з якими для вузлів кріпильних елементів із високим-попереднім натягом, різьбою, що проходить-в крутному моменті (MU). Це означає, що коли болт затягується до високого-попереднього натягу, MU не потрібно включати до загального крутного моменту. Однак стандарт не роз’яснює, що таке «високе попереднє навантаження» або як його визначити та виміряти.

2. Виміряний коефіцієнт тертя контргайки

Взявши за об’єкт випробування самоконтрольні гайки з нейлоновою вставкою, відповідні проблеми пояснюються лише операціями затягування гайки. Їхні криві-кута крутного моменту та осьового{3}}силового-куту показують, що стопорні гайки мають очевидну стадію-крутного моменту: коли болт загвинчується в гайку, доки він не торкнеться фіксуючої частини, створюється певний-крутний момент (тобто крутний момент проти-розкручування); після того, як різьба болта повністю проходить фіксуючу частину, крутний момент-переходить у стабільний стан і більше не продовжує зростати; коли гайка повністю прикріплена до підключеного компонента, крутний момент збільшується пропорційно куту повороту.

На стадії затягування-крутного моменту осьова сила болта в основному дорівнює нулю, а крива є приблизно горизонтальною прямою лінією-, що означає, що момент затягування, який відображається в цей час, не було перетворено в ефективне попереднє натяг. З кривих кута-коефіцієнта тертя різьби та кута загального коефіцієнта тертя-можна побачити, що коефіцієнт тертя змінюється разом із кутом затягування: після того, як гайка прикріплена до з’єднаного компонента, коефіцієнт тертя різьби та загальний коефіцієнт тертя зменшуються зі збільшенням осьової сили (або кута повороту). Це вказує на те, що при моменті затягуванняконтргайкає низьким, його не можна встановити або обчислити відповідно до традиційного крутного моменту-осьового співвідношення сил; натомість необхідно використовувати фактичний коефіцієнт тертя або розглядати-крутний момент як такий, що відповідає фактичним робочим умовам.

Коефіцієнт тертя опорної поверхні контргайок дещо змінюється: після того, як гайка прикріплена до з’єднаного компонента, її коефіцієнт тертя опорної поверхні в основному відповідає коефіцієнту тертя звичайних не-стопорних гайок, і немає значних коливань із збільшенням попереднього натягу (осьової сили болта).

Якщо контргайку розроблено відповідно до встановленого коефіцієнта тертя, її можна затягнути відповідно до звичайного крутного моменту затягування під час нормальної роботи, і немає необхідності додатково враховувати момент затягування-. Це пояснюється тим, що перевірка коефіцієнта тертя стопорних гайок проводиться за умови 75% випробувального навантаження, а фактичний коефіцієнт тертя може відповідати вимогам розробки при затягуванні відповідно до звичайного моменту затягування. Результати випробувань показують, що коли контргайку затягують до 1600 градусів, коефіцієнт тертя різьби в основному стабільний-у цей час він досягає приблизно 50% кінцевого попереднього натягу, а коефіцієнт тертя різьби в основному відповідає кінцевому коефіцієнту тертя, зберігаючи стабільний стан.

Виходячи з цього, можна пояснити, що якщо розраховане попереднє натяг само-гайки досягає 40% перевірочного навантаження болта або більше, в основному немає потреби враховувати-крутний момент; «високе попереднє навантаження», згадане у стандарті VDI 2230, має становити щонайменше 40% від пробного навантаження. Якщо розрахунковий крутний момент є надто низьким, необхідно врахувати крутний момент-запуску самоконтряться-гайки.

Крім того, слід зазначити, що для кріплень із зубцями на опорній поверхні головки болта або гайки стандарт VDI 2230 не визначає сценарії, коли додатковим крутним моментом можна знехтувати-. Це означає, що для таких зубчастих кріплень у всіх випадках потрібно враховувати додатковий крутний момент під головкою/опорною поверхнею. Це відбувається тому, що при затягуванні зубчастих кріплень їх коефіцієнт тертя (або еквівалентний коефіцієнт тертя) поступово збільшується; особливо при високому попередньому навантаженні еквівалентний коефіцієнт тертя значно зростає, що еквівалентно тому, що опорна поверхня головки болта/гайки спричиняє екструзію та надрізи на поверхні з’єднаних компонентів.

3. Сценарії, коли потрібно враховувати момент затягування-стопорних гайок

Наприклад, у сценарії з’єднання між поршневим штоком амортизатора та монтажною основою (кріпленням): щоб зменшити вагу, зовнішній діаметр поршневого штоку зазвичай не має бути надто великим, а ефективний розмір опорної поверхні часто становить лише близько 3 мм, а в деяких конструкціях навіть менше. Тому, за умови відповідності різноманітним вимогам до обслуговування, момент затягування монтажної гайки не можна встановлювати занадто високим-інакше надмірний момент затягування може легко спричинити здавлення або постійну пластичну деформацію монтажної основи, що призведе до ослаблення попереднього натягу. З точки зору вимог до сили, тут не потрібна надмірна сила затиску, щоб витримати зовнішні навантаження, тому момент затягування гайки у верхній частині амортизатора зазвичай низький. Взявши як приклад гайку з різьбою M14×1,5, її момент затягування часто становить лише близько 60 Нм. Однак максимальний стандартний робочий-крутний момент суціль-металевої самоконтрючої-гайки M14×1,5-10 становить 31 Нм. Якщо фактичний обертовий момент-наближається до цього значення, то при затягуванні на 60 Нм ефективна сила затиску може зменшитися. Тому визначення коефіцієнта тертя само-гайки має вирішальне значення в таких сценаріях конструкції з низьким{21}}крутним моментом, і слід підкреслити вплив моменту припрацювання.