使用時鎖緊螺母的影響因素！
使用時鎖緊螺母的影響因素！
- 2021/6/21 8:34:47
鎖緊螺母最大擰出力矩受多方面因素的影響。對于鎖緊螺母低周疲勞性能的研究，螺紋中徑、螺旋升角和牙型斜角均保持不變，僅螺紋片最大彈性恢復(fù)力 FNmax和當(dāng)量摩擦角ρe在重復(fù)使用后會出現(xiàn)一定程度的改變。因此，僅需從這兩方面對鎖緊螺母承受循環(huán)載荷時最大擰出力矩的變化規(guī)律進(jìn)行分析。
1、材料應(yīng)變硬化
材料在循環(huán)加載時，會出現(xiàn)“循環(huán)應(yīng)變硬化”或“循環(huán)應(yīng)變軟化”現(xiàn)象，即在等幅循環(huán)應(yīng)變情況下，應(yīng)力幅會隨循環(huán)次數(shù)的增加而出現(xiàn)增加或降低的現(xiàn)象。經(jīng)過若干循環(huán)后，應(yīng)力幅進(jìn)入循環(huán)穩(wěn)定狀態(tài)。
鎖緊螺母的低周疲勞是在應(yīng)變?yōu)槌?shù)的情況下進(jìn)行的，螺紋片的應(yīng)變硬化或軟化將會影響其最大擰出力矩的大小。用于制造鎖緊螺母的合金鋼屬于循環(huán)應(yīng)變硬化材料，材料硬化會使螺紋片彈性恢復(fù)力FN增加，擰出力矩升高。
2、低周疲勞
低周疲勞是指疲勞應(yīng)力接近或超過材料的屈服極限，材料在每一個應(yīng)變循環(huán)中均有一定量的塑性變形，壽命一般在102到幾乘104的范圍內(nèi)，疲勞曲線一般用ε－N曲線表示。
有限元計算結(jié)果顯示，在螺栓擰入鎖緊螺母后，螺紋片根部應(yīng)力較大，表層部分區(qū)域處于屈服狀態(tài)，而螺紋片根部中心區(qū)域應(yīng)變很小，應(yīng)變情況較為復(fù)雜。螺紋片根部應(yīng)變較高的區(qū)域經(jīng)歷往復(fù)加載，容易出現(xiàn)低周疲勞，使螺紋片壓力降低，擰出力矩減小。
3、摩擦系數(shù)
摩擦角是影響擰出力矩的重要因素，摩擦力的存在是鎖緊螺母正常工作的基礎(chǔ)。鎖緊螺母工作時，接觸面在螺紋片彈性恢復(fù)力作用下存在壓力和摩擦力，在重復(fù)使用過程中，接觸面在循環(huán)往復(fù)的摩擦作用下，粗糙位置和棱角被磨平而變得光滑，摩擦系數(shù)變小，進(jìn)而減小螺母的最大擰出力矩。
4、制造及裝配
由于制造技術(shù)限制和精度等原因，使得螺紋邊緣存在尖角或零件之間的尺寸配合不協(xié)調(diào)，在初次裝配時，擰入擰出力矩可能會出現(xiàn)一定的起伏或波動，需要經(jīng)過一定次數(shù)的磨合才能得到較為準(zhǔn)確的鎖緊螺母重復(fù)使用特性。
5、收口值
材料和螺母的幾何參數(shù)確定后，收口值的改變對鎖緊螺母的重復(fù)使用特性有重要影響。收口值變大，螺紋片張開時的變形增大，螺紋片應(yīng)變增加，應(yīng)變循環(huán)硬化現(xiàn)象加劇，且螺紋片壓力FN變大，具有使擰出力矩增加的趨勢；
另一方面，螺紋片的寬度減少，螺紋片的總面積減小，與螺栓的摩擦力減小，螺紋片應(yīng)變增加，低周疲勞性能降低，具有使最大擰出力矩降低的趨勢。在多種因素共同作用下，最大擰出力矩隨重復(fù)使用次數(shù)的變化很難預(yù)測，只能通過試驗對其進(jìn)行觀測。