Die Verbindung von GewindeBefestigungselementeist weit verbreitet, und das Problem, das uns Kopfschmerzen bereitet, ist die Lockerheit der Gewindebefestigungen im Verwendungsprozess. Um dieses Problem zu lösen, haben Experten Verfahren entworfen, um zu verhindern, dass sich Befestigungselemente lösen. Es gibt viele Mechanismen, die zum Lösen von Befestigungselementen führen. Kürzlich hat Xiaorui einige Informationen erhalten und sie mit Ihnen geteilt. Ich hoffe es hilft dir.
Rotierendes und nicht rotierendes Spiel
In den meisten Anwendungen werden Befestigungselemente mit Gewinde festgezogen, um eine Vorspannung in der Verbindung aufzubringen. Lockerheit kann als Verlust der Vorspannung nach dem Anziehen definiert werden. Dies kann auf zwei Arten geschehen. Rotationslockerung, üblicherweise als Selbstlockerung bezeichnet, bezieht sich auf die relative Rotation von Befestigungselementen unter äußerer Belastung. Drehloses Lösen bedeutet, dass es keine relative Drehung zwischen dem Innengewinde und dem Außengewinde gibt, aber ein Vorspannungsverlust auftritt.
Lockerheit vonBefestigungselementedurch nicht rotierendes Spiel
Nach der Montage kann eine Verformung des Befestigungselements selbst oder der Verbindung zu einer nicht drehenden Lockerung führen. Dies kann das Ergebnis eines teilweisen plastischen Kollabierens dieser Grenzflächen sein. Wenn zwei Oberflächen einander berühren, trägt der mikrokonvexe Körper auf jeder Oberfläche die Drucklast der Stützfläche. Da die tatsächliche Kontaktfläche der Ausbuchtung viel kleiner als die Makrofläche sein kann, wird die Beanspruchung der Ausbuchtung aufgrund der Oberflächenrauhigkeit selbst bei mittlerer Belastung größer sein als die Streckgrenze des Materials, und diese Ausbuchtungen werden lokal sehr hoch sein Spannung, was zu einer plastischen Verformung führt.
Dies führt dazu, dass die Oberfläche nach dem Spannvorgang teilweise zusammenbricht. Dieser Zusammenbruch wird oft als Einbettung bezeichnet. Die Größe des Klemmkraftverlusts durch Einbettung hängt von der Steifigkeit der Schraube und des verbundenen Teils, der Anzahl der Schnittstellen in der Verbindung, der Oberflächenrauheit und der aufgebrachten Kontaktspannung ab. Unter mäßigen Oberflächenspannungsbedingungen führt der anfängliche Zusammenbruch normalerweise zu einem Klemmkraftverlust von etwa 1 bis 5 Prozent, von dem die Hälfte in den ersten Sekunden nach dem Festziehen der Verbindung verloren geht. Wenn das Gelenk dann durch die aufgebrachte Kraft dynamisch belastet wird, wird das Gelenk aufgrund der Druckänderungen, die an der Gelenkschnittstelle auftreten werden, weiter reduziert.
Lockerheit aufgrund von Einfügungsverlusten ist bei Verbindungen problematisch, die aus mehreren dünnen Verbindungsflächen und kleinen Schraubenklemmlängen bestehen. Bleibt die Oberflächenlagerspannung unterhalb der Druckstreckgrenze des Fugenmaterials, kann der Einbettungsverlust berechnet und durch die Fugenkonstruktion kompensiert werden.
Junker Fastener Selbstlösende Theorie
Gerhard Junker veröffentlichte 1969 ein technisches Papier ("New Standard for Fastener Self loosening under Vibration" SAE paper 6900551969) mit den Ergebnissen der von ihm durchgeführten Testarbeiten zur Untermauerung seiner Theorie über die Ursachen der Selbstlockerung von Gewindebefestigungen. Seine wichtigste Erkenntnis war, dass sobald es eine relative Bewegung zwischen den zusammenpassenden Gewinden und zwischen der Auflagefläche des Befestigungselements und dem Klemmmaterial gibt, sich das Vorbefestigungselement aufgrund der Drehung lockern würde. Junker fand heraus, dass die seitliche dynamische Belastung schwerwiegendere Selbstlockerungsbedingungen erzeugt als die axiale dynamische Belastung. Der Grund dafür ist, dass die radiale Bewegung unter axialer Belastung offensichtlich kleiner ist als die unter Querbelastung.
Untersuchungen von Junker zeigen, dass sich das vorgespannte Befestigungselement löst, wenn es eine Relativbewegung zwischen dem Gegengewinde und der Lagerfläche des Befestigungselements gibt. Diese Relativbewegung tritt auf, wenn die auf das Gelenk wirkende Seitenkraft größer ist als die durch das Schraubenvorspannen erzeugte Reibungskraft. Bei geringer seitlicher Verschiebung kann es zu einer Relativbewegung zwischen der Gewindeseite und der Kontaktfläche des Stützbereichs kommen. Sobald das Gewindespiel überwunden ist, wird die Schraube einer Biegekraft ausgesetzt, und wenn das seitliche Gleiten anhält, gleitet auch die Auflagefläche des Schraubenkopfes. Sobald dies geschieht, haben Gewinde und Schraubenkopf nur noch einen geringen Reibungskoeffizienten oder verlieren sogar vorübergehend an Reibung. Das auf das Gewinde aufgrund der auf den Schraubenwinkel des Gewindes wirkenden Vorspannkraft erzeugte Drehmoment, daher wird die relevante Drehung zwischen der Mutter und der Schraube auftreten.
Bei wiederholter seitlicher Bewegung kann der Mechanismus das Befestigungselement vollständig lösen. Um die Ursachen von Lockerheit zu untersuchen, hat Juncker eine Prüfmaschine, die sogenannte „Juncker-Maschine“, entwickelt, die die Effektivität der Lockerheitsbeständigkeit des Befestigungsdesigns quantifizieren wird.
Rollenlager werden verwendet, um Reibungseffekte zwischen den beweglichen und stationären Platten zu eliminieren. Der Drucksensor ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Schraubenlast, wenn eine seitliche Bewegung von der durch die Mutter geklemmten beweglichen Platte ausgeübt wird. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber dem Schlagteststandard, da der Vorspannungsverlust während des Tests gemessen und die Vorspannung über dem Zyklus aufgetragen werden kann. Die Idee hinter der Junker-Maschine ist, dass die durch die Nocke erzeugte seitliche Verschiebung das Gelenk zum Schwingen (Schlupf) bringt und eine Selbstlockerung auftritt, nachdem die Reibung der Befestigungselemente überwunden wurde.
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