Das maximale Abschraubdrehmoment vonSicherungsmutternwird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst. Bei der Untersuchung der Ermüdungsleistung von Sicherungsmuttern bei niedrigen Lastzyklen bleiben der Gewindesteigungsdurchmesser, der Spiralwinkel und der Gewindeflankenwinkel konstant. Lediglich die maximale elastische Rückstellkraft des Fadensegments und der äquivalente Reibungswinkel ändern sich nach mehrmaligem Gebrauch in gewissem Maße. Daher kann die Variationsregel des maximalen Lösedrehmoments von Sicherungsmuttern unter zyklischer Belastung unter diesen beiden Gesichtspunkten analysiert werden.
1. Materialverfestigung
Materialien zeigen unter zyklischer Belastung eine zyklische Spannungsverfestigung oder zyklische Spannungserweichung. Bei einer zyklischen Belastung mit konstanter -Amplitude nimmt die Spannungsamplitude mit der Zunahme der Zykluszeiten zu oder ab und erreicht schließlich einen stabilen zyklischen Zustand. Der Kurzzeit-Ermüdungstest von Sicherungsmuttern wird unter konstanten Belastungsbedingungen durchgeführt. Die Kaltverfestigung oder Erweichung von Gewindesegmenten hat direkten Einfluss auf das maximale Ausschraubdrehmoment. Legierter Stahl, der zur Herstellung von Sicherungsmuttern verwendet wird, ist ein typisches zyklisch verfestigtes Material. Durch die Materialverfestigung wird die elastische Rückstellkraft der Gewindesegmente erhöht und das Ausdrehmoment weiter erhöht.
2. Geringe-Zyklische Ermüdung
Ermüdung bei niedrigen Zyklen bezieht sich auf den Ermüdungszustand, bei dem die zyklische Spannung nahe an der Streckgrenze des Materials liegt oder diese überschreitet. Das Material erzeugt in jedem Dehnungszyklus eine gewisse plastische Verformung mit einer Ermüdungslebensdauer von 10² bis zu Zehntausenden von Zyklen, die im Allgemeinen durch die ε-N-Ermüdungskurve beschrieben wird.
Die Ergebnisse der Finite-Elemente-Berechnung zeigen, dass nach demBolzenWird das Gewinde in die Sicherungsmutter eingeschraubt, steht der Gewindegrund im Gewindebereich unter hoher Spannung und Teilflächen befinden sich im Fließzustand, während der zentrale Bereich des Gewindegrunds ein geringes und komplexes Dehnungsverhalten aufweist. Der Bereich mit hoher -Beanspruchung am Gewindegrund unterliegt wiederholten zyklischen Belastungen, was zu Ermüdungsschäden bei niedrigen -Zyklen neigt. Dies verringert den Auflagedruck der Gewindesegmente und führt zu einer Verringerung des Abschraubdrehmoments.
3. Reibungskoeffizient
Der Reibungswinkel ist ein entscheidender Faktor, der das Abschraubdrehmoment beeinflusst, und die Reibungskraft ist die Grundlage für den normalen Betrieb von Sicherungsmuttern. Während des Betriebs hält die Kontaktfläche unter der elastischen Rückstellkraft der Gewindesegmente eine kontinuierliche Druck- und Reibungskraft aufrecht. Nach wiederholtem Gebrauch poliert die zyklische Reibung kontinuierlich die mikroskopisch scharfen Kanten und rauen Vorsprünge auf der Kontaktfläche und macht die Oberfläche glatter. Die Verringerung des Reibungskoeffizienten verringert den Reibungswiderstand und verringert dadurch das maximale Abschraubdrehmoment der Mutter.
4. Herstellungs- und Montagefaktoren
Abhängig vom Herstellungsprozess und der Präzision können Gewindekanten scharfe Ecken, Grate und eine nicht übereinstimmende Maßpassung zwischen den Teilen aufweisen. Das anfängliche Ein- und Ausschraubdrehmoment kann ungewöhnlich stark schwanken. Eine stabile und genaue wiederverwendbare Leistung von Sicherungsmuttern kann erst nach einer bestimmten Anzahl von Einlaufzyklen erreicht werden.
5. Schließverformungswert
Nach den Material- und Geometrieparametern derNussermittelt werden, hat der Schließverformungswert einen wesentlichen Einfluss auf die Wiederverwendbarkeit von Sicherungsmuttern. Ein größerer Schließwert erhöht die Öffnungsverformung und Dehnung der Gewindesegmente, verstärkt die zyklische Kaltverfestigung, verbessert den elastischen Druck der Gewindesegmente und erhöht tendenziell das Abschraubdrehmoment.
Andererseits verringert eine übermäßige Schließverformung die Breite und die effektive Kontaktfläche der Gewindesegmente, verringert die Reibungskraft, erhöht die Gewindespannung, verschlechtert die Ermüdungsleistung bei niedrigen Zyklen und verringert tendenziell das maximale Abschraubdrehmoment. Aufgrund der Überlagerung mehrerer widersprüchlicher Faktoren kann die Variation des maximalen Abschraubdrehmoments bei wiederholten Betriebszyklen nicht einfach durch theoretische Analyse vorhergesagt und nur durch experimentelle Beobachtung verifiziert werden.
