航空结构中螺栓连接预紧力设计研究

螺栓预紧力表示的是螺栓在拧紧过程中,螺栓与其他连接件之间在拧紧力矩的作用下沿螺栓轴线方向的力。影响螺栓预紧力的因素有很多,比如:螺母与连接件之间产生的静摩擦力、螺母与螺栓之间产生的静摩擦力以及螺栓的拧紧力矩。航空结构中有许多部位需要螺栓连接的,因此,研究航空结构中的螺栓预紧力对于飞机整体的稳定性有一定的帮助。     

双锥密封的预紧力

在高压容器的刚性连接封口中,通常是利用楔形原理来降低紧固件(如带双锥垫的封口、用于椭圆垫的连接件等)的预紧力。在双锥垫的力平衡中应考虑密封接触面上的摩擦力。密封垫摩擦力当运动方向改变时,其本身的符号改变,以阻止密封垫位移,相当于提高密封垫的刚性。在双锥封口预紧螺栓的过程中是以专用的液压拧紧器来拧紧的,当液压拧紧器卸压时,由于螺母变形和螺母与头盖的接触面微量不平度,螺栓的载荷力有某些降低。螺栓载荷力的降低是用卸载系数K=P/P_(ocr)来估算(式中P—液压拧紧器对螺栓产生的力;P_(ocr)—液压拧紧器卸压后的螺栓力)。     

工程车辆车轮螺栓预紧力衰减研究

文中以某工程车辆为例,对车轮螺栓在紧急制动工况下预紧力衰减进行研究。首先对车辆车轮螺栓的预紧力及拧紧力矩进行了理论计算。不同类型螺母、不同螺母厚度、不同紧固方式、不同扭矩系数在紧急制动工况下轴向预紧力衰减不同,使用力矩扳手方式紧固的螺栓在试验后的预紧力不满足设计要求;在冲击载荷下施必牢螺母预紧效果良好,30mm厚度螺母剩余预紧力较大,满足要求。最后在试验的基础上对理论计算最小紧固力矩进行修正,为设计人员理论计算的数据更接近真实工况提供支撑。研究表明：冲击载荷下选择30 mm厚度防松螺母,采用拧紧机拧紧的紧固方法可以得到满足要求的剩余预紧力。     

控制螺纹联接预紧力的方法

工业生产中,螺纹联接质量的重要性已引起广泛的重视.螺纹联接的质量是保证设备质量及设备正常运转的基础.绝大多数螺纹在联接时都要预紧,目的在于增强联接的刚性、紧密性、防松及防滑.预紧力的适当控制又是确保螺纹联接质量的关键.因为螺纹联接的预紧力将对螺纹的总载荷、联接的临界载荷、抵抗横向载荷的能力和接合面密封能力等产生影响.过大或过小的预紧力均是有害的,所以预紧力的大小、准确度都十分重要.从而使预紧力的控制成为螺纹联接的重要问题之一.常用的方法有力矩法、螺母转角法、螺栓预伸长法、特殊垫圈法等,这四种控制预紧力的方法,都是施加力矩拧紧螺栓联接的,所以始终会遇到一个或几个难以（有的几乎不可能）预知的控制因素.如果改变拧紧方法,给螺栓施加拉力,使之伸长,然后轻轻旋紧螺母,待撤去拉力后,由于螺栓收缩就可在联接中产生和拉力相等的预紧力.     

柴油机缸盖螺栓拧紧工艺试验开发

文中介绍了柴油机缸盖螺栓角度法拧紧工艺的试验开发过程.借助先进的超声波应力测试仪和螺栓电动拧紧工具,直接测试出螺栓拧紧后的伸长量,求出螺栓预紧力.试验过程中进行了两轮调整和优化,最终确定了角度拧紧工艺,在生产实践中得到了成功应用.     

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。     

拧螺栓和拧螺母对螺纹轴向预紧力的影响研究

为了研究拧螺栓和拧螺母对轴向预紧力的影响,基于被连接件材料为钢-钢、钢-铝连接结构,将六角法兰面螺栓和六角法兰面螺母分别压钢状态进行拧紧试验,并利用超声波预紧力测量仪监测拧紧实现的轴向预紧力,结果表明拧螺栓较拧螺母实现的预紧力大。经分析导致该现象主要原因为螺栓法兰面实际锥度比螺母法兰面锥度小,即螺栓法兰面较螺母内外圈高度差小,导致前者支承面摩擦内径更小,同目标扭矩条件下扭矩系数小则转化的轴向预紧力更大。结合有限元分析,验证实测样件法兰面不同锥度受载条件下的应力分布情况,钢板最大应力集中位置为支承面摩擦内径,与试验结果相吻合。     

液压拧紧器的试验

一、绪言高压容器的封口多数采用主螺栓的联接结构,如我国氮肥工业上的高压容器,其主螺栓的直径随着容器封口直径和压力的增大而增大,一般都在 M80以上,因此用人工拧紧、折卸这些主螺栓既笨重又费时间,并且螺栓的拧紧力不易控制,各个螺栓的拧紧力又不均匀,因而造成封口密封不良或者拧紧过载,螺栓与螺母之间咬死等情况。为此,出现了控制扭矩     

预防螺母松动的小招法

<正>传统的螺母防松动办法多是刚性的.我们在高炮的行军、打靶实践中摸索出一套用弹性预紧力预防螺母松动小招法.现介绍如下:a).拧紧螺母后,再在螺杆上紧套一段乳胶管,或者紧套一些用车内胎剪制的橡胶圈.如图1所示.b).拧紧螺母后,再在螺杆上紧系几圈橡皮筋.如图2所示.上述两法,是利用乳胶管或橡胶圈受胀变形而产生的弹性预紧力防松的,因此,抗冲击振动的能力很强.c).预先在螺母上钻几个小孔并攻成螺孔(常     

螺栓塑性变形区域转角紧固方法

柴油机的气缸盖、主轴承盖及连杆大头盖等部位，连接螺栓的轴向预紧力决定了螺栓连接牢度、密封性及可靠性。 用扳手拧紧螺栓使其产生轴向拉力时，螺栓同时承受拉应力和扭应力，当拉应力达到材料屈服强度的８０％时，螺栓就会产生塑性变形，因此，紧固螺栓通常是在其弹性变形区域内进行的。 为了充分发挥螺栓的工作能力，螺栓的预紧应力可达材料屈服强度的 ５０％～７０％，预紧力矩约为预紧力与螺纹公称直径之积的０．２倍。约５０％的预紧力矩是由其螺旋面的摩擦力决定的，另５０％则是由螺栓头螺母支承面的摩擦力决定的。用扭力扳手按要…     

发动机用螺栓、螺母使用知识点滴

发动机用的螺栓和螺母由不同牌号的金属材料制成,并根据需要进行过不同的热处理;螺栓的头部制有标记,用以识别它的强度等级。1.螺栓的拉伸变形 如果螺栓被适当拧紧,它就会受到来自被紧固件的弹性载荷的作用,其拉伸变形将对被紧固件施加夹紧力或弹性张力。例如:气缸的压缩力试图将缸盖和缸体分开,缸盖螺栓则须克服气缸内的压     

基于模型预估的汽车主动锥齿轮总成锁紧螺母拧紧机

为了实现汽车主动锥齿轮的自动化装配,在锁紧螺母拧紧机的研究中提出了模型预估的设计方法.根据螺栓拧紧特性对预紧力、扭矩、角度进行预估,用嵌入式拧紧控制器对汽车驱动桥主减速器总成装配中的锁紧螺母进行拧紧控制,结合光纤传感检测和机械设计技术进行销孔定位装置及其辅助装置设计.运用智能化的模糊控制算法,完成了对主动锥齿轮中锥形轴承的轴向预紧力、锁紧螺母的扭矩及角度定位多变量目标的模糊智能控制.经实际生产验证,该系统成功地解决了一类带有销孔定位功能的锁紧螺母的拧紧问题,并且系统具有很高的预测准确率,提高了生产效率和产品质量.     

带预紧力的螺栓连接有限元分析

在机械通过螺栓连接装配时,绝大数情况螺栓都需要拧紧,使连接在承受工作载荷前,预先受到预紧力作用。施加预紧力的目的在于增加被连接件可靠性和紧密性,防止连接件在工作运转后出现缝隙或相对滑动。基于此,利用ANSYS Workbench软件对法兰用螺栓连接预紧进行有限元分析,证明预紧力可以增加被连接件紧密性;但是当法兰直径过小时,过大预紧力会导致螺栓变形增大,甚至造成螺栓发生塑性变形,而法兰变形也会加大。     

风电关键部件连接螺栓液压拉伸器预紧轴力回弹分析

风力发电机组关键部件的连接螺栓常采用液压拉伸器张拉的方式来预紧,以此来保证螺栓轴力的预紧精度。但是,在张拉前后因为被紧固件结构刚度的变化会造成螺栓有回弹的现象,轴力有所下降。为此建立了液压拉伸器张拉螺栓整个流程的仿真分析方法,模拟了拉伸螺栓、拧紧螺母以及撤离拉伸器的过程,分析了拉伸-预紧-回弹过程中螺栓轴向应力的变化,并考虑了接触面粗糙度对螺栓回弹的影响。通过某型号变桨轴承轮毂侧连接螺栓的仿真分析发现,预紧螺栓时螺栓内部轴向应力先逐渐增大,拧紧螺母期间保持不变,卸载拉伸器拉伸力时变小,发生回弹现象;并与实测结果对比,仿真分析方法计算的回弹系数为1.142,实测为1.128,相对误差仅为1.24%,验证了该仿真方法的准确性,从而量化了针对不同模型的螺栓预紧力下降的数值,进一步提高了液压拉伸器张拉螺栓的精度。另外,该仿真方法收敛性好,可以帮助行业摆脱繁重的测试标定工作,依靠简单的数值仿真分析制定一系列诸如螺栓回弹系数等数据库。     

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。     

农机维修与使用的几点经验

一、必须严格按照说明书的技术要求进行操作装配零件应严格按照说明书的技术要求进行操作,特别是对柴油机上一些重要紧固件组装时。如气缸盖螺母,拧紧气缸盖螺母时,应分次逐步拧紧到规定的力矩,并且按先中间、后两边、对角交叉的原则进行。拆缸时也应按规定顺序逐步拧松。如果气缸盖螺母拧紧得不均匀或不平衡,会引起缸盖平面翘曲变形。若螺母拧得过紧,螺栓会拉伸变形,机体和螺     

多螺栓连接结构预紧力实验研究

开展多螺栓连接结构预紧力实验研究,获得了其在纯拧紧力矩作用下的预紧力及其响应规律。研究采用应变片测试方法,首先对单螺栓连接结构进行了预紧力实验,获得了不同拧紧力矩条件下螺杆上的轴向应变、轴向应力及预紧力,并通过与经验公式计算结果比较,验证了预紧力测试方法的合理性。在此基础上,开展了多螺栓连接结构预紧力实验研究。为比较相同拧紧力矩条件下,多螺栓连接结构与单螺栓连接结构预紧力水平间的差异,定义了预紧力比例因子K_(pro)。实验结果表明,由于螺栓组内部各螺栓间的相互影响,其预紧力水平明显低于单螺栓结构,并与螺栓拧紧状态相关。就本文所采用的多螺栓连接结构而言,在拧紧力矩较低、螺栓尚未完全拧紧时,K_(pro)为0.7~0.8,其预紧力水平为单螺栓结构的0.7~0.8倍;当拧紧力矩较高、螺栓处于稳定的拧紧状态时,K_(pr)为0.6左右,其预紧力约为单螺栓结构的0.6倍。     

控制螺栓预紧力矩的液压装置

工程上普遍采用螺栓来紧固结构。为了增强联接的刚性、紧密性及防松能力,必须对每个紧固螺栓进行拧紧,给予一定的预紧力。预紧力的大小是通过拧紧力矩来控制的,一般工程上采用控制拧紧力矩的方法很多,例如:使用测力矩扳手或定力矩扳手,装配时测量螺栓的伸长量,规定开始拧紧后的扳动角度和圈数等。理论上计算拧紧力矩 T 的公式为 T=T_1+T_2,式中:T_1为螺旋副间的摩擦力矩,T_2为螺母与支承面间的摩擦力矩。由于摩擦力不稳定等种种因素,加在扳手上的力难于准确控制。有时会把螺栓拧得过紧,给以后工作留下隐患;有时会把螺栓拧得太松,而未达到原先要求的预紧。出现上述情况,我们要力求避免。现介绍一种能合理地控制预紧力的液压式预紧螺栓联接方法。     

增压中冷柴油机缸套预紧变形影响因素研究

基于弹性力学理论与接触对方法,建立了四缸增压中冷柴油机的机体-缸盖-缸套的装配耦合模型,在预紧工况下研究了机体刚度、螺栓预紧力大小、缸盖螺栓沉头孔深度、缸套轴肩定位凸台的角度以及螺栓啮合长度等因素对缸套变形的影响。研究表明:四个缸的缸套变形不均匀,其中1、4缸缸套变形相对于2、3缸缸套变形较大;机体改进后,刚度提高,缸套径向变形量和扭曲度减小;螺栓预紧力越大,缸套变形越大;缸盖螺栓沉头孔深度越接近缸套轴肩定位凸台深度,缸套变形越大;缸套轴肩定位凸台的角度为20'时,缸套的变形相对较小;缸盖螺栓啮合长度对缸套的径向变形影响较小。     

新型螺纹联接预紧结构的设计与应用

介绍了一种应用于大规格螺纹预紧的新型结构FROMO预紧螺母的结构设计,该结构螺栓只承受纯拉应力。对预紧螺栓预紧力、张紧螺钉拧紧力矩及强度进行计算,通过试验测量螺栓实际伸长量,并与其理论伸长量对比。结果表明,该结构强度足够,在紧固时只需用手动力矩扳手就可以精确控制预紧力,提高效率,保证操作的安全性,并且已在工程中获得良好的应用。