轴向振动工况下切槽式螺母的防松性能研究

发布时间：2020-10-24 23:07

　　 针对全扭矩工况(螺栓预紧力矩均为设计值)、欠扭矩工况(螺栓预紧力矩均为设计值的20%)和部分欠扭矩工况(其中一组对角螺栓预紧力矩为设计值,另一组对角螺栓预紧力矩为设计值的20%),系统开展了轴向振动载荷作用下切槽式螺母的防松性能研究;全扭矩工况下研究了切槽处裂纹对切槽式螺母防松性能的影响,利用体式显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等微观分析设备分析裂纹的扩展情况。结果表明:在三种预紧工况下,全扭矩时螺母具有良好的防松性能,但在欠扭矩和部分欠扭矩工况下螺母的防松性能降低,且后者更为严重;螺栓的松动过程可分为两个阶段:第一阶段是螺栓轴向力快速下降,原因是材料发生塑性变形和螺纹接触面应力重新分布;第二阶段是螺栓残余预紧力缓慢下降,原因是螺纹接触面发生微动磨损。此外,切槽处裂纹会降低螺母防松性能,通过微观分析表明裂纹试验后出现明显扩展。
【部分图文】：

螺栓连接振动试验在岛津电液伺服疲劳试验机（型号：EHF-UM100K2-040-OA）上进行，螺栓轴向力通过压力传感器测量，并由东华测试公司研发的DHDAS动态信号采集系统进行采集。试验装置如图1所示，上下夹具均为高强度调质钢（40Cr Ni Mo）。试验时先用疲劳机下夹头固定下夹具，之后将四个螺栓依次穿过上夹具、压力传感器和下夹具，最后通过螺母连接起来。对四个螺栓按对角预紧原则使用数显扭矩扳手施加扭矩，然后调整疲劳机上夹头，降至相应位置后夹紧上夹具。试验采用载荷幅值控制来模拟螺栓连接结构在振动试验下的惯性力[23]，其惯性力为正弦加载方式的轴向交变载荷，加载路径为：

全扭矩工况下螺栓松动速率曲线和松动曲线

图2 全扭矩工况下螺栓松动速率曲线和松动曲线从图3(a）可以看出，螺栓松动速率曲线与全扭矩工况下具有相同特征，在试验初期松动速率迅速增大，且最大松动速率为12.5%±0.2%。随后松动速率迅速下降并趋于平缓。

本文编号：2855102