扩口式管接头拧紧过程扭拉关系研究

对扩口式管接头拧紧过程中各组件进行力学分析,分析接触面在装配过程中的接触状态。结果表明:扩口式管接头在拧紧过程中的6个接触面中,相对滑动的接触面有3个,分别是螺母与管接头之间的螺纹接触面,管套与螺母之间的环形接触面,管套与螺母之间的圆柱接触面。基于普通螺栓连接的扭拉关系,建立扩口式管接头扭拉关系的理论公式,采用六面体网格建模方法建立扩口式管接头(包含螺纹和升角)的仿真模型,并对扩口式管接头间隙及过渡2种配合形式的扭拉关系进行理论和仿真计算。结果表明:管套与螺母圆柱接触面为间隙配合时,扭拉关系理论公式的计算结果是非常准确的;管套与螺母圆柱接触面为过渡配合时,理论公式可能产生非常显著的误差,需要引入修正系数。     

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。     

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。     

汽车轮毂螺母拧紧扭矩分析及质量控制

详细介绍了螺纹连接原理及螺栓拧紧技术,动态、静态扭矩的概念,影响因素及应用场合,阐述了汽车装配过程中不同连接件性质的扭矩衰减后动态扭矩与静态扭矩的关系.通过采集轮毂螺母拧紧扭矩数据进行SPC统计分析,同时结合经验公式验证了计算静态扭矩的控制范围的可行性和正确性,总结出一种动、静态扭矩的相互转化方法,该方法大大提高了生产...     

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。     

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.     

角度误差下管路连接结构装配及其对密封的影响

基于螺栓预紧力公式推导管路连接结构扭拉关系公式,建立管路连接结构有限元模型,对复合管路连接结构扭矩与预紧力关系进行仿真求解和理论计算。所建立的管路连接结构仿真模型计算结果与理论公式计算结果相对误差较小,验证了有限元模型的有效性。在复合管路连接结构拧紧模型的基础上,研究安装角度偏差对拧紧过程和密封性能的影响规律。研究结果表明：存在角度偏差时拧紧过程分为非线性贴合阶段和线性拧紧阶段;随着角度偏差的增大密封环宽度不断减小,且大球头密封环宽度减小速度大于小球头;随着角度偏差的增大,复合管路连接结构预紧力不断降低,装配无法达到预期效果。     

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.     

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.     

基于精密探针扫描的焊接螺母螺纹强度分析

针对螺纹强度等级为8.8级的焊接螺母拧紧时出现滑丝问题,通过建立模型将焊接螺母拧紧过程进行简化,分析拧紧力矩小于理论拧紧值,且实验表明通过增加其强度等级仍无法解决滑丝问题。采用精密探针对配合的螺纹进行扫描,分析内外螺纹配合完整螺牙真实情况,扫描显示:拧紧时螺纹光段与尾牙进入焊接螺母内,完整螺牙不足3个,螺纹副提前进入屈服阶段,解释了滑牙的根本原因。通过对扫描后螺纹牙型分析,提出保证4个完整牙数、将焊接螺母厚度增加1.4 mm的最优解决方案,满足滑牙扭矩实验要求,极大地降低了设计更改成本。     

特殊螺纹石油套管连接性能力学分析及计算

应用弹性力学、结构力学等经典力学知识,以20in-ZSB螺纹套管为研究对象,对其相关的连接性能进行力学分析及计算,计算内容包括:螺纹连接的自锁性、拧紧力扭矩、拧紧所需的圈数、抗拉强度、抗弯强度、抗内压强度等.计算结果表明:ZSB螺纹套管具有较强的抗挤压、抗拉伸、抗弯曲载荷的性能和装拆效率高等特点.计算方法和力学模型的建立,对今后特殊螺纹石油套管产品设计计算,有一定的参考价值.     

顶驱中心管螺纹力学行为模拟及优化研究

针对顶驱中心管螺纹粘扣、断裂等问题，基于弹塑性理论、von Mises屈服准则以及中心管材料本构模型试验研究结果,建立了扭矩作用下的二维、三维有限元模型，并通过实验结果与数值模拟结果验证有限元分析的可靠性，对比二维、三维的分析结果验证二维轴对称模型方法的可靠性，获得了中心管螺纹接头的应力分布规律和力学特性，指出紧扣扭矩对螺纹连接强度影响极大。在此基础上，结合现场失效的螺纹接头，对螺纹锥度、螺距以及有效螺纹牙长度3个参量进行敏感性分析，综合考虑连接强度以及生产成本推荐了参量最优值。     

Frictional changes during repeated tightening of zinc plated threaded fasteners

Tightening a bolt to a torque value is the most popular means of controlling the preload provided by a threaded fastener. However, repeated tightening and loosening of a threaded fastener, can have a dramatic effect on the friction coefficient. These changes will, in turn, will affect the preload and can, therefore, have an adverse effect on the structural integrity of an assembly. This study investigates the effect of repeated tightening on electro-zinc plated (EZP) nuts, bolts and washers. It is found that significant wear of the contact surfaces of the bolt/nut thread and nut face occurs upon repeated tightening.     

螺纹紧固件工程应用研究

螺纹紧固件在工业生产中应用广泛,螺距、旋合长度、拧紧力矩是正确选用螺纹紧固件、提高螺纹紧固件连接可靠性的关键参数。对螺纹紧固件的螺距、旋合长度进行了介绍,对拧紧力矩进行了计算,并对扳手的选用进行了分析。     

Determination of load distribution in a threaded connection

A new theory was developed for predicting the load distribution along the threaded portion of a connector. Distinction was made in development between a compression case (nut and bolt) and a tension case (turnbuckle). The load distribution was described using simple second order difference equations. The mathematics were verified by comparison with finite element analysis and with previous experimental and analytical investigations of threaded connections. An improvement in thread load distribution can be achieved by properly modifying thread geometry.     

Bearing Friction Torque in Bolted Joints

Formulas are developed for calculation of the effective radius of the bearing friction forces on the rotating contact surface in threaded fasteners. These formulas provide a more accurate estimation of the underhead bearing friction torque component in threaded fastener applications. This enhances the reliability, safety, and quality of bolted assemblies, especially in critical applications. It is well known that the torque-tension correlation in threaded fasteners, and the resulting joint clamping force, is highly sensitive to friction torque components: under the turning head and between threads. This analysis focuses on the bearing friction torque component under the turning head of a threaded fastener. Furthermore, it analyzes the error contained in the current practice when an approximate value, equal to the mean contact surface radius, is used instead of the actual bearing radius. New formulas for the bearing friction radius are developed for a mathematical model of a bolted joint using four different scenarios of the contact pressure distribution under the rotating fastener head or nut. The effect of the radially varying sliding speed over the rotating contact surface is analyzed and compared with a constant-friction-coefficient scenario. Numerical results and error analysis are presented in terms of a single nondimensional variable, namely, the radii ratio between the outside and the inside bearing area.     

升船机安全机构螺杆螺母自锁性能试验研究

升船机安全机构中,螺杆螺母组成的螺旋传动副是保证升船机安全性的前提,其自锁性能受螺旋升角、摩擦系数、载荷等多种因素影响。通过摩擦系数测定试验和等比例实物模型试验．对螺杆螺母安全机构自锁性能的可靠性进行了试验验证。     

万向支架微小螺纹副自动装配系统

针对万向支架微小螺纹副装配自动化程度低、一致性差的问题,研制了一套自动装配系统,并对装配过程中的微小螺纹零件中心位置提取方法和多个微小螺纹副之间的装调策略进行了研究.首先,提出了一种改进的清晰度评价函数,并基于该函数实现了机器视觉装置的自动聚焦.然后,针对螺轴以及内环螺纹孔的端面特征不对称问题,提出了变聚焦位置分区域图...     

弹塑性变形对螺栓应力和轴力分布的影响

为了解决液压机用锯齿形螺纹在啮合螺纹段第一扣牙根处的疲劳断裂问题,采用非线性有限元数值模拟方法,以ANSYS软件为工具,考虑螺栓和螺母材料的弹塑性,研究了不同轴力作用下啮合螺纹段的应力和变形规律.给出不同轴力下螺栓啮合螺纹段中轴力和牙根峰值等效应力沿螺母高度的非线性分布规律,得出螺母螺纹约70%塑性变形可使螺栓牙根峰值等效应力和牙间轴力趋于均匀分布的结论,为大型螺栓连接结构的弹塑性设计提供了有益指导.