盲孔镶嵌自锁螺母锁紧力矩仿真及试验研究

为了探究盲孔镶嵌自锁螺母锁紧力矩的影响规律,确定工件材质和收口量,通过有限元仿真分析,研究不同收口量下盲孔镶嵌自锁螺母的锁紧力矩。根据中国航空工业第六○二所企业标准Q/16S 510—2015,确定理论最佳收口量,得到收口量对锁紧力矩的影响曲线,并进行分组试验,对比了材料分别为30CrMnSiA和GH2132时,尺寸规格分别为M4、M5和M6盲孔镶嵌自锁螺母的锁紧性能。试验结果表明,随着收口量的增大,锁紧力矩呈上升趋势,并且相同尺寸规格的盲孔镶嵌自锁螺母,材料为30CrMnSiA时的锁紧力矩大于材料为GH2132时的锁紧力矩,其锁紧性能更加优异。当收口量为0.22 mm时,材料为30CrMnSiA的M4、M5和M6盲孔镶嵌自锁螺母的最大锁紧力矩均满足相关标准要求。     

基于ABAQUS二次开发的钛合金自锁螺母收口过程研究

为探究钛合金自锁螺母收口工艺参数对收口区域成型规律的影响,基于ABAQUS建立钛合金TC4自锁螺母收口成型过程的有限元仿真模型,对ABAQUS进行二次开发以实现前处理过程的参数化,建立GUI界面从而有效减少收口过程有限元仿真模型建立所需的时间与精力,提高有限元仿真效率。仿真研究结果表明：增大收口量与收口点高度能够显著提高自锁螺母变形程度,从而提升产品的锁紧性能。     

高锁螺母收口、装配及松动过程有限元分析

针对UNJ螺纹高锁螺母开展了有限元建模方法研究,编写了可生成结构化网格的建模程序,并建立了精细的有限元网格模型。对高锁螺母的收口过程、装配过程及受到横向载荷下的松动行为进行了有限元仿真,并通过拧紧试验对仿真得到的锁紧力矩值进行了验证。仿真结果表明：在一定收口量范围内,高锁螺母的最大径向位移量以及锁紧力矩均与收口量近似满足线性关系,且随着收口量的增大,最大径向位移量与锁紧力矩均增大;高锁螺母的锁紧力矩越大对应防松性能越好,然而收口量对防松性能存在最优值,当收口量超过最优值后,继续增大收口量对防松性能的提升效果并不显著。     

六角开槽自锁螺母工艺的改进

六角开槽自锁螺母(图1)在进行锁紧力矩试验时,要求第一次拧入试验螺栓的力短值不大于aNm,而第15次拧出试验螺栓的力短值不小于bNm。由于螺母的锁紧性与其收口大小和热处理变形等有关,所以不易控制力短值。经过反复试验,找出了行之有效的方法,这就是采用锥度螺纹塞规直接控制锁紧区的收口大小。     

半球动压电机装配锁紧力矩量化控制技术

半球动压轴承电机在装配过程中,电机轴与两端螺母锁紧配合,其锁紧力矩影响电机的精度稳定性和可靠性。应用ABAQUS仿真软件,对电机在不同锁紧力矩下,电机轴和半球的应力分布及变形情况进行仿真,确定了螺母锁紧力矩的量化控制范围。结合应力及变形的仿真结果,使用力矩扳手对电机的锁紧力矩进行量化控制,并跟踪电机在随机振动试验和温度循环试验的性能检测。结果表明,采用锁紧力矩量化控制的电机性能非常稳定。该研究成果应用到实际生产中,解决了动压电机精密装配过程中的瓶颈问题,使半球动压轴承电机自身的可靠性和稳定性大幅提高,确保了产品一致性,并为同类产品精密装配提供了参考和借鉴。     

锁紧螺母扭矩设计与重复使用特性研究

针对目前有效力矩型锁紧螺母研究中缺乏完善的扭矩设计方案,分析锁紧螺母工作原理,在普通螺纹紧固件扭矩-夹紧力公式的基础上建立修正公式,通过拧紧试验和数据整理分析,确定扭矩设计方案。同时结合反复拧紧-振动试验、反复拧入拧出试验和理论分析,研究锁紧螺母重复使用特性问题。研究结果表明:压扁收口自锁螺母重复使用次数在5次以内,尼龙自锁螺母重复使用40次,螺母仍能保证足够的防松性能。但尼龙自锁螺母重复使用超过20次以后,需适当加大初始拧紧扭矩,超过40次则不推荐继续使用。研究结果对于锁紧螺母的扭矩设计及使用有一定的指导意义。     

圆形铆螺母自旋问题的解决方案

铆螺母是一种新型紧固件.文中分析了圆形铆螺母在实际使用过程中存在的自旋问题,对圆形铆螺母安装工艺提出了改进方法.最后,进行了对比试验,试验结果表明采用这种改进工艺能有效解决圆形铆螺母自旋问题.     

某型高锁螺母收口工序研究

通过仔细分析,设计出了圆弧形收口压头,与平头形收口压头相比,优点在于圆弧形压头与螺母接触面积增大,受力面积相应增加,这样收口量比平头要小很多即可达到规定的锁紧力矩和松脱力矩,同时受力由集中变得均匀分散。     

楔形螺纹连接扭拉关系理论分析及拧紧特性

楔形锁紧螺母是一种应用广泛的防松结构,但是当前关于楔形螺纹连接的扭拉关系理论分析和拧紧特性因素分析的研究成果匮乏,导致楔形锁紧螺母的安装工艺一直缺少理论指导。首次建立并验证了楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式,并对其拧紧特性进行了影响因素分析。首先考虑楔形螺纹面的复杂几何形状,构建楔形斜面上任意区域的局部坐标系,通过坐标转换获得了任意楔形区域的平面方程、切向和法向矢量,在此基础上建立楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式;然后建立精确的楔形螺纹连接有限元模型,仿真了实际的拧紧过程,通过改变不同的摩擦系数、楔形角和螺距,得到拧紧扭矩-预紧力的离散数据点,通过对比理论公式所绘制的扭拉关系直线,从数值仿真角度验证了楔形螺纹连接扭拉关系理论公式的可靠性;同时,采用航空航天领域的两种典型楔形锁紧螺母作为试验对象,通过拧紧试验进一步验证理论公式的可靠性。最后系统研究了螺栓螺母材料、被压件材料、螺纹规格、螺母结构形式、拧紧次数等因素对楔形锁紧螺母扭矩系数和重复拧紧性能的影响规律。     

涂层对自锁螺栓锁紧力矩影响仿真及试验研究

为了解决螺栓连接松动失效问题，基于自主研制的航空用自锁螺栓，开展锁紧涂层对自锁螺栓锁紧性能影响的研究，探究涂层材料为二硫化钼(MoS₂)、尼龙11(PA11)和聚氯乙烯(PVC)时螺栓的锁紧效果。在探究螺栓连接松动机理的基础上，引入螺纹表面涂层以增大螺纹副间的摩擦因数，提高锁紧性能。采用有限元方法，通过建立螺纹轮廓数学模型，精确网格划分和边界条件载荷设定等，对三种航空用锁紧涂层材料的自锁螺栓锁紧力矩进行了仿真分析，并选择其中的一种材料进行了台架试验验证。结果表明：有限元仿真时，锁紧涂层材料为MoS₂、PA11和PVC,锁紧力矩平均值分别为1.06 N·m、1.95 N·m和2.18 N·m, PA11材料作为涂层时，更接近美标IFI524中最大锁紧力矩小于等于2.05 N·m的要求；台架试验验证涂层材料为PA11的锁紧螺栓锁紧力矩平均值为1.82 N·m,与仿真分析值相比在合理的波动范围内，PA11作为涂层材料满足实际生产需求。     

螺纹紧固件防松性能影响因素研究

主要分析了螺纹联接防松机理,建立了螺纹联接拧紧扭矩和拧松扭矩的计算模型,针对有效力矩型锁紧螺母对计算模型进行了修正,并对修正模型计算的可靠性进行了试验验证。同时研究了初始预紧力、摩擦因数、螺纹旋合长度以及防松方式等因素对螺纹紧固件防松性能的影响,并通过横向振动试验验证了各因素对防松性能的影响程度,为防松螺母的合理选用提供指导。     

国外几种新的紧固方式

目前国内的紧固方式大多为螺钉—垫圈—弹垫—螺母这样一组紧固件(图1)。在旋紧时,为了防止螺钉转动,往往需用两种工具,很不方便,且锁紧效果也不好。在最近赴联邦德国西门子公司的培训过程中,我们发现了该公司的各厂在连接件紧固的方式上普遍采用了几种新颖的紧固件,现介绍如下: 1.压铆螺钉(图2)     

压铆连接参数化建模及性能分析

针对压铆螺母在使用过程中出现松动脱落的问题,利用ANSYS有限元软件建立压铆螺母的参数化有限元分析模型。综合考虑塑性变形和滑脱两个方面,研究不同孔径对压铆螺母连接性能的影响,并与试验结果进行了对比。研究表明,随着板孔与压铆螺母的间隙的增大,压铆连接所能承受的推出力逐渐减小,连接也越不可靠。     

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     

航空发动机轴承内环松动理论研究

研究了轴承内环松动的航空发动机转子系统的振动特性。结合内环间隙的轴承组件的结构和几何特点,研究轴承内环和锁紧螺母之间的相对运动关系。在此基础上提出了轴承内环和锁紧螺母之间滑动摩擦载荷的计算方法。建立了带有轴承内环间隙的竖式转子的动力学方程。该方程考虑了内环间隙带来的刚度非线性以及内环和锁紧螺母之间的摩擦载荷带来的阻尼非线性。数值求解动力学方程,得到转子系统的振动响应如波形、频谱和轴心轨迹等。定量研究转子结构参数,如转子的不平衡量、内环间隙尺寸和锁紧螺母拧紧力矩等对转子振动特性的影响。结果表明:内环端面和锁紧螺母之间的内摩擦取决于它们的相对运动关系,正比于锁紧螺母拧紧力矩,并可能促进转子同步正进动,进而导致转子失稳;转子失稳时,振动响应包含系统固有频率、工频及固有频率和工频的差频3种等频率成分;转子不平衡量、内环间隙大小和锁紧螺母拧紧力矩等均对转子的失稳产生影响;合理控制这些参数可以避免因内环松动导致的转子失稳。     

涡轮增压器压气机叶轮锁紧螺母扭力设计计算方法研究

针对车用涡轮增压器高速转子轴承系统可靠性问题,研究车用涡轮增压器的压气机锁紧螺母扭力设计方法。基于理论推导和涡轮增压器的工作特点,确定了压气机锁紧螺母预紧力范围的计算公式。结合压气机热力计算结果,得到发动机不同工况工作条件下转子轴输出功率的大小,从而确定不同设计工况点压气机锁紧螺母扭力值,确保转子轴承系统的可靠运行。将这种方法用在JP50Q汽油机涡轮增压器设计上,计算得到压气机锁紧螺母力矩范围,通过实践安装验证满足增压器高转速工作要求。     

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。     

螺栓螺母性能等级匹配与力矩衰减的研究

螺栓与螺母完成拧紧装配后,随着使用时间的推移,螺栓力矩会有一定程度的扭矩衰减,导致螺纹联接松弛脱扣失效问题.文章以螺栓螺母性能等级匹配为出发点,通过理论和试验分析,验证螺栓螺母性能等级匹配与力矩衰减关联性,找到不同性能等级的螺栓螺母匹配选型对力矩衰减的影响,推荐了合理的螺栓螺母等级匹配选型方向,为后续开发设计提供指导.     

锁紧螺栓螺母

美国马歇尔宇宙飞行中心使用了一种新型的具有锁紧作用的螺栓螺母紧固件,在螺栓的外表面上切有三条纵向槽,而在螺母的内表面上切有四条纵向槽,在安装时螺母拧紧到预定的扭矩后再拧到使它的某一条槽能与最邻近的螺栓某一条槽对准,然后把键插入对准的槽中,再把它的一端弯到螺母的环形空间,这样它们就锁紧在一起了,不管是在高温、在有振动的场合或在高速回转的机械上锁紧作用都很可靠,     

不同工作温度下行星滚柱丝杠副载荷分布研究

为揭示不同工作温度下行星滚柱丝杠副载荷分布规律,考虑不同安装方式对载荷分布的影响,基于有限元方法建立了行星滚柱丝杠副有限元分析模型。通过在工作载荷作用下有限元解和理论结果对比,验证了模型的正确性。在此基础上,综合考虑行星滚柱丝杠副不同安装方式和受力状态,系统分析了不同工作温度下行星滚柱丝杠副载荷分布规律。结果表明,温度对丝杠侧载荷分布的影响程度大于螺母侧,对受拉侧影响大于受压侧;温度改变丝杠和螺母在轴向的累积变形是影响载荷分布规律的重要因素。考虑温升及两侧载荷分布的相互作用,在丝杠和螺母同时承受压应力时,两侧载荷分布均匀程度最优。