Op dit moment is er veel aandacht besteed aan de veiligheid van schroefverbindingen bij de productie, productie en onderhoud van motoren in de luchtvaart. Vooral voor zelfborgende moeren wordt het veel gebruikt in de luchtvaartindustrie vanwege zijn goede antiseismische en losse weerstand en hergebruik.
De zelfborgende moer neemt plastische vervorming aan om wrijvingskracht in het draadpaar te vormen om te voorkomen dat de draad losraakt. Maar bij herhaald gebruik zal het zelfremmende koppel tussen de draadparen geleidelijk afnemen, vooral in het geval van een botsing of een aanzienlijke verandering van de belasting van de motor, dit fenomeen is duidelijker.
In deze studie wordt de invloed van interne en externe factoren op de losse schroefdraadverbinding geanalyseerd, in de hoop een leidraad te bieden voor de ontwikkeling, het gebruik en het onderhoud van de motor in de volgende luchtvaartsector.
1 Levensduur van zelfborgende moer
Om de functie en spinbaarheid van de draadverbinding te waarborgen, is het in principe noodzakelijk om een bepaalde opening tussen de pasvlakken van de draad te behouden.
Volgens het onderzoek naar de structurele losmaakmodus, zal de relatieve trilling tussen draden onder dynamische belasting de wrijvingscoëfficiënt van het draadpaar verminderen, de moer laten draaien of zelfs losmaken. In luchtvaartcomponenten is draadverbindingslijn een belangrijk onderdeel. Het ontwerp van schroefdraadborging is van groot belang voor de producten.
Er zijn drie soorten manieren om losraken te voorkomen:
Ten eerste kan de anti-losse modus die de bewegingsrelatie van het schroefpaar vernietigt, de draad van moer en bout plaatselijk vervormen door lassen of vullen, en het effect van draad anti-los realiseren.
Ten tweede verwijst mechanische ontspanning naar het gebruik van extra vergrendelingselementen na het aandraaien van de moer om relatieve rotatie van de moer en bout te voorkomen. De splitpen, stopring, enz. worden vaak gebruikt, wat het gewicht van het draadpaar en de moeilijkheid van demontage kan verhogen.
Ten derde is de wrijvingskracht los, wat kan worden bereikt door de wrijving van het contactoppervlak te vergroten.
Voor zelfborgende moer kan radiale vervorming worden gerealiseerd door het vergrendelingsgebied van de moer om het effect van anti-losraken te bereiken. Wanneer de bout in de vervormingspositie van de zelfborgende moer wordt geschroefd, zal de vervormingspositie van de moer een radiale extrusiekracht op de bout vormen, waardoor statische wrijvingskracht op de draad wordt gevormd en het draadoppervlak een anti-losdraaimoment heeft.
Het is ook een belangrijke maatregel om het losraken van de componenten in het luchtvaartveld te voorkomen. Met het gebruik van zelfborgende moeren zal de afstand van de zelfborgende kracht echter afnemen.
In combinatie met het bestaande onderzoek zal de grenswaarde van de zelfremmende krachtafstand na 15 herhaalde experimenten dicht bij de grenswaarde liggen. Tijdens het gebruik kunnen de producten die door de zelfborgende moer worden geproduceerd, vanwege de problemen met het vergrendelingsgebied en de apparatuurstatus van het draadpaar, de verwerkingskwaliteit, niet de verwachte levensduur bereiken, dus er moeten effectieve maatregelen worden genomen om de demping te verminderen van borgkoppel bij gebruik van zelfborgende moer, om de levensduur te verbeteren.
2、 Analyse van de factoren die de koppeldemping van de zelfborgende moer beïnvloeden
(1) Materiaalkeuze en warmtebehandelingsmethode:
Voor het bevestigingsmiddel in de luchtvaart kan de ontwerpconditie van de positie van de motorassemblage worden gekozen uit roestvrij staal, constructiestaal of titaniumlegering tot bevestigingsmateriaal, en de selectie toont geleidelijk de trend van weerstand tegen hoge sterkte en hoge temperatuur. Sommige superlegeringsmaterialen worden veel gebruikt bij het ontwerpen van zelfborgende moeren voor motoren.
Redelijke selectie van materialen is de sleutel om de kwaliteit van producten te waarborgen. De levensduur van de zelfborgende moer en het bestaande experimentele onderzoek bewijzen dat het gebruikte materiaal en de warmtebehandelingsmethode van de moer de koppelverzwakking van de zelfborgende moer zullen beïnvloeden, en ook aandacht besteden aan het materiaal, de hardheid en de coating van de draad.
(2) Vergrendelende structuur
De selectie van geschikte materialen en het beheersen van de warmtebehandelingsmethode hebben een aanzienlijke invloed op het vergrendelingssysteem van de hijsmoer. Omdat de zelfborgende moer echter voornamelijk afhankelijk is van wrijvingskracht om losraken te voorkomen, is de invloed van de beweging van draadverbindingsdelen op het losraken van de draad duidelijk tijdens het krachtproces. Daarom zal de serviceperiode van de zelfborgende moer zijn beïnvloed door de structurele kenmerken van het moerslot en de vervorming van het slotgebied.
Ten eerste is de typische slotstructuur, die vaak wordt gebruikt in de luchtvaart, een elliptische afvlakkingsstructuur, een niet-metalen inzetstukstructuur en een sleufvormige sluitingsstructuur.
Het niet-metalen inzetstuk gebruikt de elastische eigenschappen van het niet-metalen materiaal om het film-anti-losraken effect te bereiken. De rest maakt gebruik van de zelfsluitende werking van het vergrendelingsgebied om losraken te voorkomen.
Door het daadwerkelijke gebruik van zelfborgende moeren in de motor, is gebleken dat de stabiliteit bij hergebruik van zelfborgende moeren in verschillende slotgebieden anders zal zijn. De simulatie-analyse van verschillende vergrendelingsstructuren van schroefparen wordt gerealiseerd met behulp van eindige-elementensoftware. De resultaten tonen aan dat de vervorming van liganden in het schroefpaar het contactgebied en de uniforme prestaties van het vergrendelingsgebied zal beïnvloeden, en het is direct gerelateerd aan de stabiliteit van de sluitprestaties.
3、 Experimentele analyse
(1) Materiaal van zelfborgende moer:
Om de invloed van structurele vervorming in het sluisgebied op de demping van het vergrendelingsmoment verder te analyseren, werd in deze studie de prestatieanalyse van het vergrendelingsmoment uitgevoerd met 10 producten als een groep. De analyse van het koppelexperiment werd uitgevoerd door dezelfde specificatie te selecteren van niet-metalen inzetmoeren, elliptische, gegroefde en driepunts zelfborgende moeren onder binnenomstandigheden. De experimentele resultaten zijn als volgt.
Het is gebleken dat de zelfborgende moer van het inzetstuk een groot tolerantiegebied heeft in het hele proces door de elastische eigenschappen van niet-metalen materialen, en de theoretische mate van zelfborgende koppelverzwakking is klein. In het daadwerkelijke gebruiksproces is het zelfremmende systeem van de zelfborgende moer met nylon inzetstuk echter beter in de eerste en tweede experimenten, die sterk wordt beïnvloed door de temperatuur. lager zijn dan 100 ℃, dus het effect van de prestatietemperatuur van niet-metalen materialen op dit type zelfborgende moer is relatief groot.
Voor de metalen zelfborgende moer vertrouwt de belangrijkste op de vervorming van de sluiting in het vergrendelingsgebied en de interferentiehoeveelheid van het extrusiecontact van het schroefpaar. Vergeleken met de niet-metalen zelfborgende moer, wordt de levensduur van het materiaal minder beïnvloed door de temperatuur en is de invloed van de vervorming en vervormingscontrole in het vergrendelingsgebied relatief groot.
Voor zelfborgende moeren zijn er twee vervormingsmodi, namelijk gesleufd en elliptisch plat, die eenvoudig technologisch zijn en ook vaak worden gebruikt in sommige huishoudelijke zelfborgende moeren. Omdat de vervormingsmodus alleen afhangt van tweepuntscontactkracht, heeft de mate van vervorming een grote invloed op de demping van het zelfremmend moment.
Sleufuiteinde verwijst voornamelijk naar de vervorming van de radiale sluiting nadat 6-8 uniforme inkepingen zijn geopend aan de staart van de moer, zodat het meerpunts interferentiecontact met de externe draad kan bereiken. Door de analyse is de vervormingsmethode uniformer en is het vergrendelingsmoment stabieler dan dat van de elliptische compressievervormingsmethode.
De ontwerpmethode van de nieuwe zelfborgende moer is de manier van driepunts non-slotting, die de traditionele sleufmoerprocesdefecten kan overwinnen en de algehele kracht uniform is. Door het bestaande onderzoek is gebleken dat de driepuntsvervormingsmethode erg belangrijk is voor de levensduur van de hijsmoer.
（2） Afmetingen slotstructuur
Gecombineerd met typische structurele moeren, kan het zelfborgende gebied dunwandig cilindrisch zijn, dus de grootte omvat de axiale lengteafmeting van het vergrendelingsgebied, de diameter van de buitenste cirkel en de vervorming van het vergrendelingsgebied.
Het is gebleken dat het contactoppervlak van het draadpaar kan worden vergroot door de axiale lengte van het vergrendelingsgebied op de juiste manier te vergroten onder bepaalde vervormingscondities. De helling van de koppelverzwakking nadat de bout meerdere keren is ingeschroefd, neemt af, wat de levensduur van de zelfborgende moer kan verbeteren en het gewicht van het schroefpaar tot op zekere hoogte kan verhogen. Deze methode is niet in overeenstemming met het concept van daadwerkelijke productkwaliteitscontrole.
Ten tweede kan de straal van de buitenste cirkel van het vergrendelingsgebied correct worden gewijzigd onder dezelfde variabele voorwaarde, maar de dempingshelling is in principe hetzelfde als die van het geheel. Het is noodzakelijk om de wanddikte van het sluitgebied goed te vergroten om ervoor te zorgen dat het eerste aanhaalmoment het nominale bereik niet overschrijdt en de onderhoudscyclus van de moer kan worden verlengd. De vervorming van het vergrendelingsgebied kan tot op zekere hoogte de radiale interferentie in het draadpaar weerspiegelen. Het is ook een belangrijke factor die de vergrendelingsprestaties van de hele moer beïnvloedt.
Om het minimale borgkoppel te verkrijgen, moet de zelfborgende moer voldoende interferentie hebben. Wanneer de interferentie klein is, is de vergrendelingskoppeltest ongekwalificeerd, in dit geval kan de vervorming van de sluiting worden verhoogd om de productkwalificatie te verbeteren.
Het blijkt dat de toename van het aanhaalmoment en de vervorming van de sluiting niet alleen lineair is. Vooral als de vervorming van de moer groter is, zal de helling van de momentdemping toenemen en zal de levensduur van de moer afnemen.
Vanuit de hoek van structurele optimalisatie, hoewel de zelfborgende moer een verschillende verbindingsstructuur en methode heeft, kan deze in verschillende vormen worden ontworpen, maar voor vliegtuigmotoren is de structuur van de componenten compact, de conventionele moerstructuur is de twaalfhoekige plaatschroef structuur, en het zelfsluitende sluitingsgebied kan de functie van zelfsluitende noot realiseren.
Om het normale gebruik van de plaatschroefstructuur te garanderen, moet het vergrendelingsgebied een groot lageroppervlak hebben en is de axiale afmeting van de moer lang. De bestaande technologie kan een eenvoudige elliptische sluiting gebruiken om een zelfsluitend effect te bereiken. Na het optimalisatieontwerp wordt het oorspronkelijke onafhankelijke ellipsoïde gedeelte van de sluitingsvervorming geannuleerd en het twaalf hoekplaatschroefgebied met de aspositie op de juiste manier verlengd. In dit gebied kan het aanhaalgebied van de moerplaat worden gesloten door drie poorten om een zelf- vergrendeling gebied.
Het ontwerp van deze structuur kan de montagestabiliteit van de plaatschroefstructuur goed verbeteren en ook de stabiliteit van het zelfsluitende gebied vergroten.
Na optimalisatie is het moerafsluitgebied een 12-hoekmontageoppervlak, dat zijn zelfborgende prestaties kan garanderen zonder het gebruik van de plaatschroefstructuur te beïnvloeden. Voor de sluitstand wordt de driepuntsmethode gehanteerd. De vervorming is kleiner dan die van de elliptische sluiting. Het maakt contact met de bout en het zelfremmende gebied wordt groter. Omdat het sluitgebied onder uniforme kracht staat, zal de stabiliteit van de zelfsluitende prestaties tot op zekere hoogte worden verbeterd.
4. Conclusie
Kortom, als een belangrijk anti-los product, zal de stabiliteit van de zelfborgende prestaties van de zelfborgende moer de verbindingsprestaties van het product beïnvloeden.
In deze studie analyseert het artikel de gebruikscyclus van zelfborgende moer en legt uit dat de optimalisatie van zelfborgende moercyclus het doel is. Na de experimentele optimalisatie zijn de vergrendelingsprestaties van de zelfborgende moer aanzienlijk verbeterd. Verder is aangetoond dat de werkwijze van groot belang is voor het verbeteren van de onderhoudsbetrouwbaarheid van bevestigingsmiddelen.
