Zelf-borgmoeren, ook wel borgmoeren genoemd, omvatten hoofdzakelijk drie typen: geheel-metalen zelf-borgmoeren, niet-zelfborgende moeren met metalen inzetstuk- en zelfborgende moeren met metalen clip-. Alle-metalen zelf-borgmoeren kunnen verder worden onderverdeeld in twee subtypes: de ene is het drie-punts geklonken eindvlaktype, dat borgingseigenschappen vormt door de spoed van de schroefdraad enigszins te beïnvloeden; de andere is het extrusievervormingstype aan de tegenovergestelde zijde, dat de einddraad transformeert van een cirkelvorm naar een elliptische vorm om de vergrendelingsfunctie te bereiken. De impact van de wrijvingscoëfficiënt op de uiteindelijke voorspanning wordt algemeen erkend en gewaardeerd, maar veel mensen twijfelen nog steeds over het ontwerp van het aanhaalmoment voor zelfborgende moeren. Vandaag zal de redacteur van Jiangsu Jinrui deze kwestie met u bespreken.
1. Beschrijving van het koppel voor zelf-borgmoeren in VDI 2230
De VDI 2230-norm vermeldt duidelijk het aanhaalmoment voor zelf-moeren: bij het bepalen of berekenen van het aanhaalmoment voor dergelijke componenten moet naast het conventionele draadaanhaalmoment (MG) en het aanhaalmoment van het lageroppervlak (MK) ook rekening worden gehouden met het -draaimoment van de schroefdraad (MU, exclusief voor zelf-borgmoeren) en het extra weerstandsmoment van het lageroppervlak (MKzu, zoals in het aanhaalscenario van getande moeren) bouten/moeren).
De standaard voegt echter toe dat bij bevestigingsconstructies met hoge- voorspanning de schroefdraad -met koppel (MU) kan worden verwaarloosd. Dit betekent dat wanneer de bout wordt aangedraaid tot een hoge voorspanning, MU niet hoeft te worden opgenomen in het totale koppel. De norm maakt echter niet verder duidelijk wat "hoge voorspanning" inhoudt of hoe deze moet worden gedefinieerd en gemeten.
2. Gemeten wrijvingscoëfficiënt van borgmoeren
Als we de zelfborgende moeren met nylon inzetstuk- als testobject nemen, worden relevante problemen alleen verklaard door middel van het aandraaien van de moeren. Hun torsie-hoek- en axiale kracht-hoekcurven laten zien dat borgmoeren een duidelijke loop-in de torsiefase hebben: wanneer de bout in de moer wordt geschroefd totdat deze het borgdeel raakt, wordt een specifiek -inloopkoppel (dat wil zeggen een anti-losdraaimoment) gegenereerd; nadat de boutdraad het borggedeelte volledig is gepasseerd, komt het inloopkoppel in een stabiele fase terecht en blijft niet langer stijgen; wanneer de moer volledig op het aangesloten onderdeel is bevestigd, neemt het koppel proportioneel toe met de rotatiehoek.
In de fase van het -indraaiende koppel is de axiale kracht van de bout feitelijk nul en is de curve grofweg een horizontale rechte lijn-, wat betekent dat het op dit moment weergegeven aanhaalmoment niet is omgezet in effectieve voorspanning. Uit de krommen van de draadwrijvingscoëfficiënt-hoek en de totale wrijvingscoëfficiënt-hoek blijkt dat de wrijvingscoëfficiënt verandert met de aandraaihoek: nadat de moer aan het verbonden onderdeel is bevestigd, nemen de draadwrijvingscoëfficiënt en de totale wrijvingscoëfficiënt af naarmate de axiale kracht (of rotatiehoek) toeneemt. Dit geeft aan dat wanneer het aanhaalmoment van de borgmoer laag is, dit niet kan worden ingesteld of berekend volgens de conventionele koppel-axiale krachtrelatie; in plaats daarvan is het noodzakelijk om de werkelijke wrijvingscoëfficiënt te gebruiken of om te overwegen dat het draaimoment -consistent is met de werkelijke werkomstandigheden.
De wrijvingscoëfficiënt van het lageroppervlak van borgmoeren verandert enigszins: nadat de moer aan het verbonden onderdeel is bevestigd, is de wrijvingscoëfficiënt van het lageroppervlak in principe consistent met die van gewone niet-borgmoeren, en er is geen significante fluctuatie met de toename van de voorspanning (axiale kracht van de bout).
Als de borgmoer is ontwikkeld volgens de ingestelde wrijvingscoëfficiënt, kan deze tijdens normaal gebruik worden vastgedraaid volgens het conventionele aanhaalmoment, en hoeft er geen extra rekening te worden gehouden met het inloopkoppel. Dit komt omdat de wrijvingscoëfficiënttest van borgmoeren wordt uitgevoerd onder de voorwaarde van 75% proefbelasting, en de werkelijke wrijvingscoëfficiënt kan voldoen aan de ontwikkelingsvereisten wanneer deze wordt vastgedraaid volgens het conventionele aanhaalmoment. Uit testresultaten blijkt dat wanneer de borgmoer tot 1600 graden wordt aangedraaid, de draadwrijvingscoëfficiënt in principe stabiel is-op dit moment bereikt deze ongeveer 50% van de uiteindelijke voorspanning, en de draadwrijvingscoëfficiënt is in principe consistent met de uiteindelijke wrijvingscoëfficiënt, waardoor een stabiele toestand behouden blijft.
Op basis hiervan kan worden verduidelijkt dat als de ontworpen voorspanning van de zelf-borgmoer 40% van de proefbelasting van de bout of meer bereikt, er in principe geen rekening hoeft te worden gehouden met het draaimoment-; de in de VDI 2230-norm genoemde "hoge voorspanning" moet minimaal 40% van de proefbelasting bedragen. Als het ontworpen koppel te laag is, moet het inloopkoppel-van de zelf-borgmoer worden meegerekend.
Bovendien moet worden opgemerkt dat voor bevestigingsmiddelen met tanden op de boutkop of het lageroppervlak van de moer de VDI 2230-norm geen scenario's specificeert waarin het extra koppel kan worden verwaarloosd-, wat betekent dat dergelijke getande bevestigingsmiddelen in alle gevallen rekening moeten houden met het extra koppel onder het kop-/lageroppervlak. Dit komt omdat wanneer getande bevestigingsmiddelen worden vastgedraaid, hun wrijvingscoëfficiënt (of een gelijkwaardige wrijvingscoëfficiënt) geleidelijk toeneemt; vooral bij hoge voorbelasting stijgt de equivalente wrijvingscoëfficiënt aanzienlijk, wat overeenkomt met het feit dat het lageroppervlak van de boutkop/moer een extrusie- en rileffect uitoefent op het oppervlak van het verbonden onderdeel.
3. Scenario's waarbij rekening moet worden gehouden met het aanhaalmoment-van borgmoeren
In het verbindingsscenario tussen de zuigerstang van een schokdemper en de montagebasis (montage): om het gewicht te verminderen, is de buitendiameter van de zuigerstang meestal niet te groot ontworpen, en is de effectieve afmeting van het lageroppervlak vaak slechts ongeveer 3 mm, of zelfs kleiner in sommige ontwerpen. Daarom mag het aanhaalmoment van de bevestigingsmoer, op basis van het voldoen aan verschillende servicevereisten, niet te hoog worden ingesteld,-anders kan een te hoog koppel gemakkelijk verbrijzeling of permanente plastische vervorming van de montagebasis veroorzaken, wat leidt tot verzwakking van de voorspanning. Vanuit het oogpunt van krachtbehoefte is hier geen overmatige klemkracht nodig om externe belastingen te weerstaan, waardoor het aanhaalmoment van de moer aan de bovenkant van de schokdemper doorgaans laag is. Als we een moer met een schroefdraadspecificatie van M14×1,5 als voorbeeld nemen, bedraagt het aanhaalmoment vaak slechts ongeveer 60 Nm. Het maximale standaard draaimoment-van een M14×1.5-10 volledig-metalen zelf-borgmoer is echter 31 Nm. Als het werkelijke koppel-dicht bij deze waarde ligt, kan de effectieve klemkracht afnemen als deze wordt vastgedraaid met 60 Nm. Daarom is het bepalen van de wrijvingscoëfficiënt van de zelf{20}}borgmoer van cruciaal belang bij ontwerpscenario's met zulke lage- koppels, en moet de impact van het inloopkoppel worden benadrukt.
