Die Verbindung von Gewindebefestigungen ist weit verbreitet, und das Problem, das uns Kopfschmerzen bereitet, ist die Lockerheit von Gewindebefestigungen im Gebrauchsprozess. Um dieses Problem zu lösen, haben Erfinder Methoden entwickelt, um lockere Verbindungselemente zu verhindern, und es gibt viele Mechanismen, die zu Lockerheit von Verbindungselementen führen. Vor kurzem hat standard parts.com über die rotierenden und nicht rotierenden Lockerheitsmechanismen von Verbindungselementen gelernt. Im Folgenden finden Sie das relevante Wissen, das wir mit Ihnen teilen, in der Hoffnung, Ihnen zu helfen.
Rotierende und nicht rotierende Lockerheit
In den allermeisten Anwendungen sollen Gewindebefestigungen angezogen werden, um eine Vorspannung im Gelenk auszuüben. Lockerheit kann definiert werden als der Verlust der Vorspannung nach dem Anziehen. Dies kann auf beide Weise geschehen. Rotierende Lockerheit, allgemein bekannt als selbstlockernd, bezieht sich auf die relative Rotation von Verbindungselementen unter äußerer Belastung. Nicht rotierende Lockerheit bedeutet, dass es keine relative Rotation zwischen Innengewinde und Außengewinde gibt, aber es kommt zu einem Vorlastverlust.
Lockerheit der Verbindungselemente durch nicht rotierende Lockerheit
Nach der Montage kann das Verbindungselemente selbst oder die Verformung der Verbindung zu einer nicht rotationalen Lockerung führen. Dies kann das Ergebnis eines plastischen Zusammenbruchs dieser Grenzflächen sein. Wenn die beiden Oberflächen miteinander in Kontakt treten, trägt die Undurchlässigkeit auf jeder Oberfläche die Druckbelastung auf der Trägerfläche. Da die tatsächliche Kontaktfläche der Unebenheiten selbst bei mittlerer Belastung weit kleiner als die Makrofläche sein kann, ist die Spannung der Unebenheiten aufgrund der Oberflächenrauheit größer als die Streckgrenze des Materials, und diese Beulen tragen eine sehr hohe lokale Spannung, was zu einer plastischen Verformung führt.
Dies kann nach dem Schraubvorgang zu einem teilweisen Kollaps der Oberfläche führen. Diese Art von Zusammenbruch wird oft als Einbettung bezeichnet. Die Menge der durch die Einbettung verlorenen Schließkraft hängt von der Steifigkeit der Schrauben und der verbundenen Teile, der Anzahl der Schnittstellen in der Verbindung, der Oberflächenrauheit und der aufgebrachten Kontaktspannung ab. Bei moderaten Oberflächenbeanspruchungsbedingungen führt der anfängliche Kollaps in der Regel zu einem Verlust von etwa 1% bis 5% der Schließkraft, von der die Hälfte in den ersten Sekunden nach dem Anziehen des Gelenks verloren geht. Wenn das Gelenk dynamisch durch die aufgebrachte Kraft belastet wird, wird das Gelenk aufgrund der Druckänderung an der Gelenkschnittstelle weiter reduziert.
Das Lösen durch Einfügedämpfung ist bei Fugen, die aus mehreren dünnen Fugenflächen und kleinen Bolzenspannlängen bestehen, problematisch. Bleibt die Oberflächenlagerspannung unter der Druckstreckgrenze des Fugenmaterials, kann der eingebettete Verlust berechnet und durch die Fugenkonstruktion kompensiert werden.
Junker Verschluss selbstlockernde Theorie
Gerhard Junker veröffentlichte 1969 eine Facharbeit (SAE-Papier 6900551969, ein neuer Standard zur Selbstlockerung von Verbindungselementen unter Vibration). Die Ergebnisse seiner experimentellen Arbeit werden gegeben, um seine Theorie über die Ursachen der Selbstlockerung von Gewindebefestigungen zu unterstützen. Seine wichtigste Entdeckung ist, dass sich der Vorverschluss durch Rotation löst, sobald es eine Relativbewegung zwischen den Einspanngewinden und zwischen der Lagerfläche des Verbindungsstücks und dem Spannmaterial gibt. Junker fand heraus, dass die laterale dynamische Last ernstere selbstlockernde Bedingungen erzeugte als die axiale dynamische Last. Der Grund dafür ist, dass die radiale Bewegung unter axialer Belastung offensichtlich kleiner ist als die unter Querlast.
Junker-Untersuchungen zeigen, dass das Selbstlockerungsphänomen auftritt, wenn sich der vorgezogene Verschluss zwischen dem passenden Gewinde und der Stützfläche des Verschlusses bewegt. Wenn die auf das Gelenk einwirkende Querkraft größer ist als die Reibungskraft, die durch das Vorziehen der Schraube erzeugt wird, tritt die relativen Bewegung auf. Bei kleiner seitlicher Verschiebung kann es zu einer Relativbewegung zwischen der Gewindeseite und der Kontaktfläche der Stützfläche kommen. Sobald der Gewindespalt überwunden ist, wird der Bolzen einer Biegekraft ausgesetzt. Setzt sich das seitliche Gleiten fort, gleitet auch die Lagerfläche des Bolzenkopfes. Sobald dies geschieht, haben das Gewinde und der Bolzenkopf nur einen kleinen Reibungskoeffizienten oder verlieren sogar vorübergehend die Reibung. Aufgrund der vorziehenden Kraft, die auf den Helixwinkel des Gewindes wirkt, erzeugt das am Gewinde erzeugte Rotationsmoment daher die entsprechende Drehung zwischen Mutter und Bolzen.
Bei wiederholter seitlicher Bewegung kann der Mechanismus den Verschluss vollständig lösen. Um die Ursachen der Lockerung zu untersuchen, hat Juncker eine Testmaschine entwickelt, die sogenannte "Juncker-Maschine", die die Wirksamkeit der Lockerungsbeständigkeit des Verbindungselementedesigns quantifizieren wird.
Wälzlager werden verwendet, um den Effekt der Reibung zwischen den beweglichen und stationären Platten zu eliminieren. Der Drucksensor ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Schraubenlast, wenn eine seitliche Bewegung von der beweglichen Platte aus erfolgt, die von der Mutter geklemmt wird. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber dem Schlagprüfstandard, da während des Tests Vorlastverluste gemessen und die Beziehung zwischen Vorspannung und Zyklus dargestellt werden kann. Die Idee hinter der Junker-Maschine ist, dass die vom Nocken erzeugte seitliche Verschiebung dazu führt, dass das Gelenk schwingt (gleitet), was nach Überwindung der Reibung des Verschlusses einen selbstlockernden Effekt erzeugt.
