基于棘式螺母棘式垫圈防松技术的研究

发布时间：2017-12-22 22:24

本文关键词：基于棘式螺母棘式垫圈防松技术的研究　出处：《青岛科技大学》2013年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：为方便机器的加工制造、热处理、维修、运输以及综合降低经济成本等,工程中普遍采用各种形式的连接。螺纹连接是连接技术中应用最为广泛的一种形式,但在实际工作中由于载荷的多变性,使得螺纹间会产生相对运动造成螺纹连接松动与连接失效,为此技术人员作了许多努力,采取了诸如摩擦防松、机械防松、永久性防松等防松措施,目前这些防松措施还不能够同时具备实现连接、结构紧凑、牢固防松、动平衡效果好和可拆性的要求,因此在一些特殊场合下还存在着安全隐患,在应用中出现了许多不良现象和严重的后果,为此螺纹连接防松技术备受工程设计人员关注。在螺纹连接领域里,国内外学者对螺纹松动机理做了广泛深入的研究,得到许多相关的学术成果并设计出很多新型螺纹防松装置与手段。研究人员分别探讨了螺纹连接在受到线性载荷、非线性载荷作用下,采用波能耗散理论、动力学理论、FEM、实验等方法,并充分考虑了螺纹制造误差,装配误差等因素对螺纹连接、螺纹松动的影响,建立了螺纹松动理论。但是目前有效的防松方式与防松种类还是太少,不能够满足实际工程的不同需求。针对现有研究成果现状,特别是工程中实际应用的需要：目前在很多场合下,螺纹连接防松技术尚不能够同时具备连接、牢固防松、结构紧凑、动平衡效果好和可拆性要求。本文提出一种包括棘式螺母、棘式垫圈、螺栓、双头螺柱、螺钉以及被连接件的新型螺纹连接防松装置。其理论依据就是将棘轮传动以及圆锥齿轮冠轮机构传动组合成一体,将螺母和垫圈接触间做出棘齿构成一种新的棘齿啮合,棘齿棘爪的正向斜面倾斜角小,两构件可以相对运动实现连接,棘齿棘爪的反向斜面倾斜角大,两构件不能相对运动实现牢固自锁防松。为了可拆性要求,螺纹连接的棘式垫圈设计有边翼,使其与被连接件周向相对固定,拆卸时通过机械翘起垫圈的边翼,解除垫圈与被连接件的周向固定实现可拆性。本文采用运动学摩擦学理论、数值仿真和实验相结合的方法研究该防松装置中棘式螺母、棘式垫圈等关键结构。按照螺纹连接的极限载荷计入最大扭矩和挤压应力的影响,建立垫圈棘式边翼的力学模型,采用数值计算方法和最优化技术分析、计算棘式连接垫圈边翼的数量、形状、尺寸的不同对连接强度、结构紧凑性以及棘式垫圈重复利用度的影响。并且利用ANSYS软件对垫圈、螺母的静力受载与振动响应分别进行分析,从模拟角度验证技术的可靠性。本研究成果可以实现受拉螺栓、双头螺柱、螺钉等在螺纹连接中既能够实现连接、在任意位置牢固防松,又能具备结构紧凑和可拆性,预期可以广泛应用于火车、汽车、飞机以及各种要求牢固防松的各种机械中。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH131.3

【参考文献】