螺纹润滑对螺纹副扭矩系数的影响及拧紧工艺探讨

采用螺栓螺母的螺纹连接结构具有广泛的运用,扭矩法拧紧则是螺纹连接各类拧紧中的最为广泛运用的拧紧方法。为了保障采用扭矩法拧紧的螺纹连接副的可靠性和稳定性,需要对螺纹连接副的扭矩和预紧力关系进行试验和研究。在制订装配工艺时,也需要结合螺纹副的实际情况和螺纹部位的润滑状态等选用合适的装配工艺。本文针对M12的镀锌螺栓,选用不同类型的螺母和螺纹润滑介质研究其扭矩和预紧力关系。结果表明,不同润滑介质对螺纹副的扭矩和预紧力关系有一定影响,对于不同类型的螺母,其影响程度也不同。同时通过分析差异性,对螺纹副的工艺选择进行了一定探讨,为如何选择合理的装配工艺提供了一定启发。     

发动机连杆螺栓拧紧工艺的试验研究

螺栓连接的拧紧工艺对整机装配品质有很大影响。扭矩控制法和扭矩/转角控制法是控制螺栓预紧力的两种常用方法。分析了这两种方法的特点及影响因素,在以发动机连杆加工和装配中的螺栓拧紧为对象,通过试验研究了这两种方法对连杆大头孔圆度的影响,试验结果表明扭矩/转角控制法具有更高的控制精度。     

拧紧策略对航空发动机单螺栓连接预紧力的影响

针对航空发动机装配过程中出现的螺栓预紧力误差大、控制精度低等问题,基于TC4钛合金单螺栓连接工艺实验,分析了不同拧紧策略对装配预紧力大小及稳定性的影响,具体包括扭矩法、扭矩-转角法等拧紧方法和拧紧速度。在扭矩法的基础上,研究了分步拧紧对预紧力的影响。以单螺栓连接结构和航空发动机典型的法兰螺栓连接结构为研究对象,探索了螺栓预紧力短时衰减规律。结果表明,重复拧紧时扭矩-转角法预紧力标准差大致是扭矩法的三分之一,使用扭矩-转角法、采用分步拧紧和提高拧紧转速均可使拧紧扭矩系数K值趋于平稳,降低预紧力分散程度,提高预紧力控制精度;预紧力在拧紧完成后的短时间内会发生衰减,前5～10min衰减最快,大致占总衰减量的80%,20～30min后预紧力保持稳定。     

扭矩转角法工艺与检测方法

传统的螺纹紧固件拧紧方式为扭矩控制法,紧固扭矩随很难控制的摩擦系数变化,轴向预紧力精度低,且不会超过屈服强度的70%。针对紧固件扭矩法和扭矩转角法进行了理论与试验研究,对扭矩转角法的起始扭矩和转角的确定方法做出了说明,提出了螺栓扭矩转角法的屈服点捕捉方法,制定了合理的扭矩转角法拧紧方案,并通过路试试验验证了扭矩转角法的优势,结果显示扭矩转角法得到的预紧力较高,且在路试过程中预紧力衰减较少。     

螺距误差下的螺纹副应力分布及其对装配预紧力的影响研究

螺栓连接结构中的螺纹副和端面接触应力分布规律对装配预紧力以及连接可靠性起着关键的作用,螺纹加工过程中所产生的螺距误差使理想条件下的接触应力发生变化,其导致的螺牙啮合顺序变化不仅会影响螺纹副的应力分布还会对端面的应力分布产生影响,使螺栓拧紧过程中的扭矩与预紧力关系也随之发生变化.针对上述现象,以M10螺栓连接为例,建立了考虑螺距误差下的螺牙啮合理论模型,揭示了应力重分布的产生机理;建立了全参数化的螺栓拧紧过程三维有限元模型,分析了不同的螺距误差分布模式对螺纹副应力、端面应力以及螺栓装配预紧力的影响规律,并通过对内外螺距的选配实现了螺纹副应力均匀分布.最后,通过单螺栓拧紧实验建立了螺距误差与螺纹摩擦扭矩、端面摩擦扭矩以及螺栓预紧力的关联关系,验证了仿真模型以及上述理论的准确性.     

螺栓拧紧扭矩对其扭矩系数的影响

螺栓预紧力作为保障结构稳定运行的重要参数,其在实际工程中往往难以准确施加,因而会对钢结构连接的可靠性产生较大的影响.在实际工程中,螺栓预紧力常常通过施加预紧扭矩来控制预紧力,其中扭矩系数的选择会直接影响到预紧力施加的准确性.本文针对施加扭矩过程中扭矩系数的不确定性问题,从螺纹副受力分析出发,推导出预紧力与扭矩的理论关系...     

拧紧扭矩、松脱扭矩和轴向预紧力的关系及防松运用

本文通过基础的受力分析,逐渐推导出螺栓拧紧扭矩、松脱扭矩和轴向预紧力之间的关系,确定出公制螺纹和英制螺纹两类的最终关系式.同时计算出不同因素情况下松脱扭矩与拧紧扭矩之间的比值,使用中可根据计算结果快速确定松脱扭矩范围.根据推导结果确定松脱扭矩的影响因素:螺纹规格、螺纹牙距、螺纹摩擦系数、支撑面摩擦系数和支撑面接触面积....     

基于有限元技术的螺纹联接摩擦扭矩的分析

受轴向预紧力的螺纹联接应用最为广泛.螺纹的预紧力与扭矩的关系为:T=KF.在传统的粗略计算中K一般近似取0.2,随着工程中对螺纹联接可靠性要求的不断提高,近似取值已经不能满足工程使用的要求.文中运用有限元分析的方法,利用ANSYS软件分析螺纹联接中螺纹副的实际受力情况,进而求得更接近实际的螺纹预紧扭矩.     

拧紧策略及其对螺栓预紧力影响研究

随着飞机结构越来越多地采用整体机加件和复合材料构件,螺栓在主承力结构的连接中起着尤为重要的作用。螺栓拧紧在螺栓连接中是最为重要的环节,拧紧过程中产生的轴向力使螺栓被拉长,被连接件被压缩,而这个轴向力就是预紧力,预紧力作为螺栓拧紧中最为关键的因素,对螺栓连接的可靠性、结构力学性能和疲劳寿命有着非常显著的影响。现常采用扭矩法对螺栓进行拧紧,其中预紧力是通过拧紧扭矩转化得到,该过程受摩擦系数影响显著,而拧紧工艺参数亦会影响摩擦系数,使得预紧力与拧紧力矩的转化关系更加复杂。对不同的拧紧方法进行了比较的同时,发现不同拧紧方法对于预紧力的影响不尽相同,对于预紧力的控制也不尽相同。研究拧紧方法、拧紧工艺参数对拧紧力矩-预紧力转化关系的影响,对于精准获得所需的预紧力有积极的作用。因此,就国内外拧紧策略及其对预紧力影响的研究现状进行综述,主要涉及拧紧方法、拧紧方法对预紧力的影响、拧紧工艺参数对预紧力的影响等三个方面。     

基于力封闭的多功能螺母拧紧机系统设计

通过对轴向预紧力与螺母转角、拧紧扭矩、联接件的几何参数及螺纹件的摩擦因素间的关系分析,为多家企业委托的汽车后桥及变速箱装配线上开发了基于力封闭的多功能螺母拧紧机.扭矩传感器实时检测扭矩,拧紧扭矩实时显示,可根据设定的门槛扭矩对加、卸载过程进行高、低速自动切换,最终拧紧扭矩可在800 N·m范围内任意设定,扭矩控制平稳精确,生产效率高.     

力矩控制在雷达装配中的应用

通过适当的拧紧力矩来控制螺纹装配预紧力是一项重要的装配技术,也是机械装配中的难点.我国在力矩控制方面虽然开展了一些研究,但现有的大部分拧紧力矩标准主要从螺栓强度等级角度列出了力矩数值表,并没有从应用对象、被连接件角度考虑力矩的控制量.文中梳理了雷达装配过程中力矩控制应用的需求对象,讨论了力矩控制工程应用理论基础和力矩确定原则.     

飞机结构强度试验中卡板拧紧力矩研究

为了确定飞机结构强度试验中卡板拧紧力矩大小,根据一般卡板加载系统拧紧螺杆连接和装配形式,推导了螺栓拧紧力矩计算公式,并结合试验结果证实其有效性和合理性。基于卡板传力特点,考虑多因素情况下,通过受力分析给出了卡板螺杆预紧力大小选取方法,可作为一般飞机结构强度试验中计算和设定预紧力参考。     

膜片联轴器锥面无键联接的有限元分析

对膜片联轴器锥面无键联接的结构和原理作了介绍;运用有限元法对锥面联接分析了预紧力与所能传递的转矩之间的关系及最大应力发生的部位.比较了传递相同转矩时解析法与有限元法所计算预紧力的差别.与解析法相比,有限元方法较为直观精确,可作为实际设计制造时的新方法新依据.     

新型过约束正交并联六维力传感器测量模型与静态标定试验

面向航空航天领域对重载大吨位多维测力传感器的急需,通过引入冗余测力分支,提出一种适用于重载测力场合的新型过约束正交并联六维力传感器结构,在提高传感器结构刚度和承载能力的同时有效抑制了关节摩擦对多维力传感器测量精度的影响。基于螺旋理论,推导得到了该并联传感器一阶静力影响系数矩阵,建立理想状态下该新型过约束正交并联六维力传感器测量数学模型。考虑各测量分支的初始预紧力与刚度,基于传感器静力平衡方程与补充建立的位移协调方程,推导建立考虑初始预紧力与分支刚度因素下该新型过约束正交并联六维力传感器测量数学模型。在此基础上,设计并研制该新型过约束正交并联六维力传感器样机,搭建传感器加载标定与信号采集及处理试验系统,对新型过约束正交并联六维力传感器进行了加载标定试验。根据试验结果计算了传感器测量误差矩阵,分析得到了传感器测量精度,从而为重载过约束并联六维力传感器的开发与应用提供了参考。     

确定法兰螺栓预紧力的EN法与Waters法对比研究

为了验证不同方法计算所得的螺栓预紧力能否满足密封性要求,选取2种不同尺寸和工况的管法兰-螺栓-垫片模型,进行有限元分析.运用ANSYS Workbench有限元软件建立三维模型,施加温度载荷后得到法兰系统的温度场分布.根据EN13445附录G和Waters方法确定了螺栓预紧力,分别作为初始预紧力施加在对应的管法兰系统上...     

Numerical investigation into dynamic behavior of adjustable preload double-nut ball screw

The dynamic behavior of a double-nut ball screw was investigated by means of ABAQUS 6.13© simulations based on a threedimensional model. The validity of the numerical model was demonstrated by comparing the simulation results obtained for the reaction force and torque acting on the flange of the nut with the experimental results. We found that the two sets of results deviated by no more than 5.87% given a screw rotating speed of 100 rpm. Simulations were performed to investigate the effects of the spacer width, screw rotating speed, steel ball radius and axial force on the torque acting on the nut flange. The results show that the torque increases with an increasing spacer width due to an increasing preload force. Moreover, the torque increases as the screw rotating speed increases to 700 rpm, but decreases at higher rotating speeds due to a greater centrifugal force. Ball wear prompts a reduction in the preload force and thus reduces disproportionately the torque acting on the flange following extended operation. For higher axial loads (> 100 N), the torque remains approximately constant during run-in (0.025~0.2 s). However, for lower loads, notable fluctuations in the torque occur.     

Fuzzy theory based control method for an in-pipe robot to move in variable resistance environment

Most of the existing screw drive in-pipe robots cannot actively adjust the maximum traction capacity, which limits the adaptability to the wide range of variable environment resistance, especially in curved pipes. In order to solve this problem, a screw drive in-pipe robot based on adaptive linkage mechanism is proposed. The differential property of the adaptive linkage mechanism allows the robot to move without motion interference in the straight and varied curved pipes by adjusting inclining angles of rollers self-adaptively. The maximum traction capacity of the robot can be changed by actively adjusting the inclining angles of rollers. In order to improve the adaptability to the variable resistance, a torque control method based on the fuzzy controller is proposed. For the variable environment resistance, the proposed control method can not only ensure enough traction force, but also limit the output torque in a feasible region. In the simulations, the robot with the proposed control method is compared to the robot with fixed inclining angles of rollers. The results show that the combination of the torque control method and the proposed robot achieves the better adaptability to the variable resistance in the straight and curved pipes.     

大型双柱下拉式快锻油压机多拉杆机架分析

大型双柱下拉式快锻油压机普遍采用预应力组合式框架结构,鉴于目前采用多根拉杆形式的结构越来越多,在详细介绍结构特点的基础上,对受力情况和预紧力进行分析计算,再结合有限元分析,归纳多拉杆预应力组合框架的预紧力计算方法和受力-变形关系。     

[装配技术]九级盘装配连接螺栓预紧力评估与分析

为探明航空发动机九级盘装配中螺栓重复使用有效预紧力范围,以螺纹摩擦试验机为测试手段,搭建九级盘连接模拟装配环境,研究航空发动机螺栓重复拧紧预紧力大小及其变化规律。开展了重复15次拧紧扭拉关系试验,试验设置了充分润滑、局部润滑与无润滑对比组,分析不同润滑条件下重复拧紧对螺栓预紧力变化规律及目标载荷的影响。试验结果表明,润滑对减小接触面的摩擦因数值并提高摩擦因数的稳定性具有积极意义,进而能够提高扭矩转化为预紧力的效率和稳定性;重复拧紧会改变预紧力的转化效率及稳定性,且不同的润滑条件下所表现出的规律也不尽相同。研究结果为九级盘螺栓重复使用预紧力评估提供一定参考。     

考虑结合面法向刚度的拉杆转子轴向振动特性

针对接触刚度解析模型参数确定困难、精度难以保证等问题,提出了根据弹塑性粗糙表面微体单元受力变形的有限元分析结果确定轮盘结合面法向刚度的方法;为准确获取拉杆转子的轴向振动特性,建立了考虑轮盘结合面法向刚度的集中质量动力学模型;运用上述方法和模型计算了某型实验转子轴向振动的固有频率,并将结果与实测数据进行对比,误差低于5%,证明了该方法的有效性;改变拉杆预紧力,进一步研究预紧力对拉杆转子动力学行为的影响,结果表明：拉杆预紧力对转子的作用效果存在一个饱和区域,可为拉杆预紧力数值的确定提供重要的设计依据。