Kendiliğinden Kilitlenen Somunların Sıkma Torkuna-Gevşemeyi Önleyici Tork Eklememiz Gerekiyor mu?

Kendiliğinden-kilitlenen somunlarKilit somunları olarak da bilinen, temel olarak üç tür içerir: tümü-kendinden kilitli metal-somunlar,-metalik olmayan ekli kendinden-kilitli somunlar ve metal klipsli kendinden-kilitli somunlar. Tüm-kendiliğinden kilitlenen metal{-somunlar ayrıca iki alt türe ayrılabilir: bunlardan biri, diş adımını biraz etkileyerek kilitleme özellikleri oluşturan üç-noktalı perçinli uç yüz tipidir; diğeri, kilitleme fonksiyonunu elde etmek için uç ipliği dairesel bir şekilden eliptik bir şekle dönüştüren karşı taraftaki ekstrüzyon deformasyon tipidir. Sürtünme katsayısının son ön yük üzerindeki etkisi geniş çapta kabul edilmiş ve değer verilmiştir, ancak birçok kişinin kendinden kilitlenen somunlar için sıkma torkunun nasıl tasarlanacağı konusunda hâlâ şüpheleri vardır. Bugün Jiangsu Jinrui'nin editörü bu konuyu sizinle tartışacak.

1. VDI 2230'daki Kendiliğinden-Kilitlenen Somunlar için Tork Tanımı

VDI 2230 standardı, kendinden-kilitlenen somunlar için sıkma torkunu açıkça belirtmektedir: bu tür bileşenler için sıkma torkunu belirlerken veya hesaplarken, geleneksel diş sıkma torku (MG) ve yatak yüzeyi sıkma torkuna (MK) ek olarak, tork içinde çalışan dişin (MU, kendinden-kilitlenen somunlara özel) ve ek yatak yüzeyi direnç torkunun (MKzu, dişli sıkma senaryosunda olduğu gibi) dikkate alınması gerekir. cıvata/somun).

Ancak standart, yüksek-ön yüklemeli bağlantı elemanı düzenekleri için torkta (MU) çalışan vida dişinin ihmal edilebileceğini desteklemektedir. Bu, cıvata yüksek-ön yük durumuna sıkıldığında MU'nun toplam torka dahil edilmesine gerek olmadığı anlamına gelir. Ancak standart, "yüksek ön yükün" ne olduğunu veya bunun nasıl tanımlanıp ölçüleceğini daha fazla açıklamamaktadır.

2. Kilit Somunlarının Ölçülen Sürtünme Katsayısı

Naylon uçlu kendinden kilitlenen somunlar-test nesnesi olarak alındığında, ilgili sorunlar yalnızca somun sıkma işlemleriyle açıklanmaktadır. Tork-açı ve eksenel kuvvet-açı eğrileri, kilit somunlarının tork aşamasında belirgin bir-çalışma olduğunu gösterir: cıvata, kilitleme parçasına dokunana kadar somunun içine vidalandığında, belirli bir tork-çalışma (yani, gevşemeyi önleyici-tork) oluşturulur; cıvata dişi kilitleme parçasını tamamen geçtikten sonra, çalışma torku sabit bir aşamaya girer ve artık yükselmeye devam etmez; Somun bağlı bileşene tamamen takıldığında tork, dönme açısıyla orantılı olarak artar.

Tork-içinde çalıştırma aşamasında, cıvatanın eksenel kuvveti temel olarak sıfırdır ve eğri kabaca yatay bir düz çizgidir-bu da şu anda görüntülenen sıkma torkunun etkili ön yüke dönüştürülmediği anlamına gelir. Diş sürtünme katsayısı-açı ve toplam sürtünme katsayısı-açı eğrilerinden, sürtünme katsayısının sıkma açısıyla birlikte değiştiği görülebilir: somun bağlı bileşene takıldıktan sonra, eksenel kuvvet (veya dönme açısı) arttıkça diş sürtünme katsayısı ve toplam sürtünme katsayısı azalır. Bu, sıkma torkunun ne zaman olduğunu gösterir.Kilit somunudüşükse, geleneksel tork-eksenel kuvvet ilişkisine göre ayarlanamaz veya hesaplanamaz; bunun yerine gerçek sürtünme katsayısını kullanmak veya çalışma torkunun gerçek çalışma koşullarıyla tutarlı olduğunu düşünmek gerekir.

Kilit somunlarının yatak yüzeyi sürtünme katsayısı biraz değişir: Somun bağlı bileşene takıldıktan sonra, yatak yüzeyi sürtünme katsayısı temel olarak sıradan kilitli olmayan somunlarınkiyle tutarlıdır ve ön yükün (cıvata eksenel kuvveti) artışıyla önemli bir dalgalanma olmaz.

Kilit somunu ayarlanan sürtünme katsayısına göre geliştirildiyse normal çalışma sırasında geleneksel sıkma torkuna göre sıkılabilir ve ayrıca çalıştırma torkunu dikkate almaya gerek yoktur. Bunun nedeni, kilitli somunların sürtünme katsayısı testinin %75'lik yük koşulu altında gerçekleştirilmesi ve gerçek sürtünme katsayısının, geleneksel sıkma torkuna göre sıkıldığında geliştirme gereksinimlerini karşılayabilmesidir. Test sonuçları, kilit somunu 1600 dereceye kadar sıkıldığında iplik sürtünme katsayısının temel olarak stabil olduğunu-bu durumda son ön yükün yaklaşık %50'sine ulaştığını ve iplik sürtünme katsayısının temel olarak son sürtünme katsayısıyla tutarlı olduğunu ve stabil bir durumu koruduğunu göstermektedir.

Buna dayanarak, kendinden-kilitlenen somunun tasarlanan ön yükü cıvatanın kanıt yükünün %40'ına veya daha fazlasına ulaşırsa, temelde torkta-çalışmayı dikkate almaya gerek olmadığı açıklığa kavuşturulabilir; VDI 2230 standardında belirtilen "yüksek ön yük", deneme yükünün en az %40'ı kadar olmalıdır. Tasarlanan tork çok düşükse, kendinden kilitlenen somunun-giriş torkunun da dahil edilmesi gerekir.

Ayrıca, cıvata başında veya somun taşıma yüzeyinde dişleri olan bağlantı elemanları için VDI 2230 standardının, ek torkun ihmal edilebileceği senaryoları belirtmediğine dikkat edilmelidir; bu, bu tür dişli bağlantı elemanlarının her durumda baş/yatak yüzeyi altındaki ek torku dikkate alması gerektiği anlamına gelir. Bunun nedeni, dişli bağlantı elemanları sıkıldığında sürtünme katsayılarının (veya eşdeğer sürtünme katsayısının) giderek artmasıdır; özellikle yüksek ön yük altında eşdeğer sürtünme katsayısı önemli ölçüde artar; bu da cıvata başı/somun yatak yüzeyinin bağlı bileşenin yüzeyinde bir ekstrüzyon ve çentik etkisi uygulamasına eşdeğerdir.

3. Kilit Somunlarının-Çalışma Torkunun Dikkate Alınması Gereken Senaryolar

Örneğin, bir amortisörün piston çubuğu ile montaj tabanı (bağlantı) arasındaki bağlantı senaryosunda: ağırlığı azaltmak için, piston çubuğunun dış çapı genellikle çok büyük olacak şekilde tasarlanmamıştır ve etkili yatak yüzeyi boyutu genellikle yalnızca yaklaşık 3 mm veya bazı tasarımlarda daha da küçüktür. Bu nedenle, çeşitli servis gereksinimlerini karşılama öncülüyle, montaj somununun sıkma torku çok yüksek ayarlanamaz-aksi takdirde aşırı tork, montaj tabanının kolayca ezilmesine veya kalıcı plastik deformasyonuna neden olabilir ve bu da ön yükün zayıflamasına yol açabilir. Kuvvet gereksinimleri açısından bakıldığında, burada harici yüklere dayanmak için aşırı bir sıkma kuvvetine gerek yoktur, dolayısıyla amortisörün tepesindeki somunun sıkma torku genellikle düşüktür. Örnek olarak M14×1,5 diş spesifikasyonuna sahip bir somunu ele alırsak, sıkma torku genellikle yalnızca 60 Nm civarındadır. Bununla birlikte, M14×1,5-10 tamamı-metal kendinden kilitli somunun-tork cinsinden maksimum standart çalışma standardı 31 Nm'dir. Gerçek çalıştırma torku bu değere yakınsa, 60 Nm'de sıkıldığında etkili sıkma kuvveti azalabilir. Bu nedenle, kendiliğinden kilitlenen somunun sürtünme katsayısının belirlenmesi, bu tür düşük torklu tasarım senaryolarında çok önemlidir ve alıştırma torkunun etkisi vurgulanmalıdır.