前 言
这一特性通常是螺纹紧固件优于使用其他连接方法的原因,并且螺纹紧固件通常在保持产品结构完整性方面起着至关重要的作用。然而,它们也是出现机械和其他失效问题的一个重要来源。造成这些问题的部分原因是,它们在使用中出现自松问题。
自工业革命开始以来,这种螺栓自松一直是一个困扰着科学家和工程师的问题。在过去的150年里,发明家一直在设计可以防止这种松动的方法。许多常见的螺纹紧固件锁紧方法都是在100多年前发明的,但是直到最近才逐步揭开是什么原因导致的自松主要机理。
有许多机制可能导致螺纹紧固件松动,这些机制可分为:旋转和非旋转松动。
旋转和非旋转松动
紧固件因非旋转松动引起的松动
显示粗糙接触的放大表面
Junker紧固件自松理论
螺栓联接的横向运动
Junker研究表明,预紧的紧固件在配合螺纹与紧固件支承面之间发生相对运动时就会发生自松现象。当作用在接头上的横向力大于螺栓预紧产生的摩擦力时,会发生这种相对运动。对于较小的横向位移,螺纹侧面和支撑区域接触面之间就可能发生相对运动。一旦螺纹间隙被克服,螺栓将受到弯曲力,如果横向滑动继续,螺栓头支承面也将发生滑动。一旦出现这种情况,螺纹和螺栓头将只有很小的摩擦系数,甚至将暂时失去摩擦。由于作用在螺纹螺旋角上的预紧力而在螺纹上产生的转动扭矩,因此,就会在螺母和螺栓之间就会产生相关的旋转。
在反复的横向运动下,该机构可以完全松开紧固件。为了研究松脱的原因,容克开发了一种试验机,即所谓的“容克机”,它将量化紧固件设计的松脱阻力的有效性。
容克试验机外观
滚柱轴承用于消除移动和固定板之间摩擦的影响。当从螺母夹紧的移动板上施加横向运动时,压力传感器允许连续监测螺栓荷载。与冲击试验标准相比,这是一个主要优势,因为可以在试验期间测量预加载损失,并绘制预紧力与循环的关系图。Junker机器背后的想法是,凸轮产生的横向位移会导致接头发生摇摆(滑动),克服紧固件的摩擦力以后就会产生自松作用。
容克试验机结构原理
ZMART横向振动试验机
1、能够通过类似扫频的方式来获得开始滑动时候的横向力。
2、传力机构采用刚性连接,而不是类似容克试验机的弹性钢板连接,这样能够保证输出到振动装置上的振幅的一致性。
3、采用双电机驱动,能够较容易的调节振幅大小。
4、可以在振动时测量螺纹处摩擦扭矩和螺纹摩擦系数,便于更好的分析防松效果。
5、可以多段振动,在试验软件中设定不同的振动频率和振幅,不需对硬件(如容克试验机中的凸轮)进行改变。


