De verbinding van bevestigingsmiddelen met schroefdraad wordt veel gebruikt en het probleem dat ons hoofdpijn bezorgt, is de losheid van bevestigingsmiddelen met schroefdraad tijdens het gebruik. Om dit probleem op te lossen, hebben uitvinders methoden ontworpen om losraken van bevestigingsmiddelen te voorkomen, en er zijn veel mechanismen die leiden tot losraken van bevestigingsmiddelen. Onlangs heeft Standard Parts.com kennis genomen van de roterende en niet-roterende losheidsmechanismen van bevestigingsmiddelen. Het volgende is de relevante kennis die we met u delen, in de hoop u te helpen.
Roterende en niet roterende losheid
In de overgrote meerderheid van de toepassingen moeten bevestigingsmiddelen met schroefdraad worden aangedraaid om voorspanning in de verbinding uit te oefenen. Losheid kan worden gedefinieerd als het verlies van voorspanning na het vastdraaien. Dit kan op beide manieren gebeuren. Roterende losheid, algemeen bekend als zelflosmakend, verwijst naar de relatieve rotatie van bevestigingsmiddelen onder externe belasting. Niet roterende losheid betekent dat er geen relatieve rotatie is tussen binnendraad en buitendraad, maar er zal wel voorspanningsverlies optreden.
Loszittende bevestigingsmiddelen door niet roterende losheid
Na montage kan het bevestigingsmiddel zelf of vervorming van de verbinding leiden tot niet-roterend losraken. Dit kan het gevolg zijn van het plastic instorten van deze interfaces. Wanneer de twee oppervlakken met elkaar in contact komen, draagt de oneffenheid op elk oppervlak de drukbelasting op het steunoppervlak. Omdat het werkelijke contactoppervlak van de hobbels veel kleiner kan zijn dan het macrogebied, zelfs onder gemiddelde belasting, zal de spanning van de hobbels als gevolg van de oppervlakteruwheid groter zijn dan de vloeigrens van het materiaal, en deze hobbels zullen zeer hoog zijn lokale spanning, resulterend in plastische vervorming.
Dit kan een gedeeltelijke instorting van het oppervlak veroorzaken na het vastdraaien. Dit soort instorting wordt vaak inbedding genoemd. De hoeveelheid klemkracht die verloren gaat door inbedding hangt af van de stijfheid van bouten en verbonden onderdelen, het aantal interfaces in de verbinding, oppervlakteruwheid en uitgeoefende contactspanning. Bij matige oppervlaktespanning resulteert de aanvankelijke instorting gewoonlijk in een verlies van ongeveer 1% tot 5% van de klemkracht, waarvan de helft verloren gaat in de eerste paar seconden nadat de verbinding is aangedraaid. Wanneer het gewricht dynamisch wordt belast door de uitgeoefende kracht, zal het gewricht verder worden verminderd als gevolg van de drukverandering op het gewrichtsinterface.
Losraken door insteekverlies is problematisch bij verbindingen die bestaan uit meerdere dunne verbindingsoppervlakken en kleine boutklemlengtes. Als de oppervlaktebelasting onder de druksterkte van het voegmateriaal blijft, kan het ingebedde verlies worden berekend en gecompenseerd door het voegontwerp.
Zelflosmakende theorie van Junker-bevestiging
Gerhard Junker publiceerde in 1969 een technisch artikel (SAE-document 6900551969, een nieuwe standaard voor het zelflosmaken van bevestigingsmiddelen onder trillingen). De resultaten van zijn experimentele werk worden gegeven ter ondersteuning van zijn theorie over de oorzaken van het zelflosmaken van bevestigingsmiddelen met schroefdraad. Zijn belangrijkste ontdekking is dat als er eenmaal relatieve beweging is tussen de koppelingsdraden en tussen het draagvlak van de bevestiger en het klemmateriaal, de voorbevestiging los zal raken door rotatie. Junker ontdekte dat de laterale dynamische belasting ernstigere zelflossende omstandigheden veroorzaakte dan de axiale dynamische belasting. De reden is dat de radiale beweging onder axiale belasting duidelijk kleiner is dan die onder dwarsbelasting.
Onderzoek van Junker toont aan dat het fenomeen zelflosmaken optreedt wanneer de vooraf aangedraaide bevestiger beweegt tussen de bijpassende schroefdraad en het ondersteunende oppervlak van de bevestiger. Wanneer de dwarskracht die op de verbinding inwerkt groter is dan de wrijvingskracht die wordt geproduceerd door het vooraandraaien van de bout, zal de relatieve beweging optreden. Bij een kleine zijdelingse verplaatsing kan er een relatieve beweging optreden tussen de schroefdraadzijde en het contactoppervlak van het steungebied. Zodra de draadspleet is overwonnen, wordt de bout onderworpen aan buigkracht. Als het zijdelings verschuiven doorgaat, zal ook het draagvlak van de boutkop verschuiven. Zodra dit gebeurt, zullen de draad- en boutkop slechts een kleine wrijvingscoëfficiënt hebben, of zelfs tijdelijk wrijving verliezen. Door de voorspankracht die inwerkt op de spiraalhoek van de schroefdraad, zal het op de schroefdraad gegenereerde rotatiekoppel daarom de relevante rotatie tussen de moer en de bout genereren.
Bij herhaalde zijwaartse beweging kan het mechanisme de sluiting volledig losmaken. Om de oorzaken van losraken te bestuderen, heeft Juncker een testmachine ontwikkeld, de zogenaamde"Juncker machine", die de effectiviteit van de loslaatweerstand van het ontwerp van bevestigingsmiddelen zal kwantificeren.
Rollagers worden gebruikt om het effect van wrijving tussen de bewegende en stationaire platen te elimineren. De druksensor maakt continue bewaking van de boutbelasting mogelijk wanneer zijdelingse beweging wordt toegepast vanaf de bewegende plaat die door de moer is geklemd. Dit is een groot voordeel ten opzichte van de standaard voor botsproeven, omdat tijdens de test voorbelastingsverliezen kunnen worden gemeten en de relatie tussen voorbelasting en cyclus kan worden uitgezet. Het idee achter de Junker-machine is dat de zijdelingse verplaatsing die door de nok wordt gegenereerd, ervoor zorgt dat de verbinding gaat zwaaien (glijden), wat een zelflosmakend effect zal veroorzaken na het overwinnen van de wrijving van de bevestiger.
