Spojenie závitových spojovacích prostriedkov je široko používané a problémom, ktorý nás bolí hlava, je voľnosť závitových spojovacích prostriedkov v procese používania. Na vyriešenie tohto problému vynálezcovia navrhli spôsoby, ktoré zabraňujú uvoľneniu spojovacích prostriedkov, a existuje veľa mechanizmov vedúcich k uvoľneniu spojovacích prvkov. Nedávno sa stránka standard parts.com dozvedela o rotačných a nerotačných mechanizmoch uvoľňovania spojovacích prvkov. Toto sú príslušné znalosti, ktoré s vami zdieľame v nádeji, že vám pomôžeme.
Rotujúca a nerotujúca voľnosť
V prevažnej väčšine aplikácií je potrebné utiahnuť závitové spojovacie prvky, aby sa dosiahlo predpätie v kĺbe. Uvoľnenie možno definovať ako stratu predpätia po dotiahnutí. Môže sa to stať oboma spôsobmi. Rotujúca voľnosť, bežne známa ako samovoľné uvoľňovanie, sa vzťahuje na relatívnu rotáciu spojovacích prostriedkov pri vonkajšom zaťažení. Nerotujúca voľnosť znamená, že medzi vnútorným a vonkajším závitom nedochádza k relatívnemu otáčaniu, ale dôjde k strate predpätia.
Uvoľnenie spojovacích prvkov v dôsledku neotáčavej vôle
Po namontovaní môže samotný spojovací prvok alebo deformácia spoja viesť k nerotačnému uvoľneniu. Môže to byť výsledkom plastového kolapsu týchto rozhraní. Keď sa obidva povrchy navzájom dotýkajú, nerovnosť na každom povrchu nesie tlakové zaťaženie na podpornom povrchu. Pretože skutočná kontaktná plocha hrčiek môže byť aj pri strednom zaťažení oveľa menšia ako makro oblasť, bude napätie hrčiek v dôsledku drsnosti povrchu väčšie ako medza klzu materiálu a tieto hrče budú znášať veľmi vysoké hodnoty. miestne napätie, ktoré vedie k plastickej deformácii.
To môže po čiastočnom dotiahnutí spôsobiť čiastočné zrútenie povrchu. Tento druh kolapsu sa často nazýva vkladanie. Množstvo upínacej sily, ktorá sa stratila zapustením, závisí od tuhosti skrutiek a spojených častí, počtu rozhraní v kĺbe, drsnosti povrchu a pôsobiaceho kontaktného napätia. Za podmienok mierneho povrchového napätia vedie počiatočné zrútenie zvyčajne k strate asi 1% až 5% zvieracej sily, z ktorej polovica sa stratí v priebehu niekoľkých sekúnd po utiahnutí spoja. Keď je spoj pôsobením sily zaťažený dynamicky, spoj sa ďalej zmenší v dôsledku zmeny tlaku na rozhraní spoja.
Uvoľnenie v dôsledku straty vložením je problematické u kĺbov pozostávajúcich z niekoľkých tenkých povrchov kĺbov a malých dĺžok upínania skrutiek. Ak namáhanie povrchového ložiska zostane pod medzou medze klzu v tlaku materiálu spoja, je možné vypočítať zabudovanú stratu a kompenzovať ju návrh spoja.
Teória samovoľného uvoľnenia spojovacieho materiálu Junker
Gerhard Junker publikoval technický dokument (SAE paper 6900551969, nový štandard pre samovoľné uvoľňovanie spojovacích prvkov pri vibráciách) v roku 1969. Výsledky jeho experimentálnej práce sú uvedené na podporu jeho teórie o príčinách samovoľného uvoľňovania závitových spojovacích prvkov. Jeho kľúčovým objavom je, že akonáhle dôjde k relatívnemu pohybu medzi záberovými závitmi a medzi dosadacou plochou upevňovacieho prostriedku a upínacím materiálom, predbežný upevňovací prvok sa uvoľní v dôsledku otáčania. Junker zistil, že bočné dynamické zaťaženie vyvoláva vážnejšie podmienky samovolného uvoľnenia ako axiálne dynamické zaťaženie. Dôvodom je, že radiálny pohyb pri axiálnom zaťažení je zjavne menší ako pri priečnom zaťažení.
Výskum spoločnosti Junker ukazuje, že k samovolnému uvoľňovaniu dochádza, keď sa vopred utiahnutý spojovací materiál pohybuje medzi zodpovedajúcim závitom a nosnou plochou spojovacieho prostriedku. Keď je priečna sila pôsobiaca na spoj väčšia ako trecia sila vyvolaná predbežným utiahnutím skrutky, dôjde k relatívnemu pohybu. Pri malom bočnom posune môže dôjsť k relatívnemu pohybu medzi stranou závitu a kontaktnou plochou podpornej oblasti. Po prekonaní medzery v závite bude skrutka vystavená ohybovej sile. Ak bočné kĺzanie pokračuje, kĺže sa aj dosadacia plocha hlavy skrutky. Akonáhle k tomu dôjde, bude mať závit a hlava skrutky iba malý koeficient trenia alebo dokonca dočasne stratia trenie. Vďaka predbežnej uťahovacej sile pôsobiacej na uhol skrutkovice závitu bude teda rotačný krútiaci moment generovaný na závite generovať príslušné otáčanie medzi maticou a skrutkou.
Pri opakovanom bočnom pohybe môže mechanizmus úplne uvoľniť upevňovací prvok. Za účelom skúmania príčin uvoľnenia vyvinul Juncker testovací stroj, takzvaný&„Junckerov stroj &“, ktorý bude kvantifikovať účinnosť odolnosti proti uvoľneniu pri návrhu spojovacieho prostriedku.
Valivé ložiská sa používajú na elimináciu účinku trenia medzi pohybujúcou sa a nehybnou doskou. Senzor tlaku umožňuje nepretržité sledovanie zaťaženia skrutky, keď je aplikovaný bočný pohyb z pohyblivej dosky upnutej maticou. To je hlavná výhoda oproti štandardu nárazovej skúšky, pretože straty predpätia sa dajú merať počas skúšky a môže sa vykresliť vzťah medzi predpätím a cyklom. Myšlienka stroja Junker spočíva v tom, že bočný posun generovaný vačkou spôsobí, že sa kĺb bude kývať (posúvať), čo po prekonaní trenia spojovacieho prostriedku spôsobí samovoľné uvoľnenie.
