Teste de aperto de fixadores roscados Prefácios Os fixadores roscados são as peças de conexão mais comuns em produtos mecânicos, e os parafusos e porcas são as peças mais utilizadas. Os fixadores rosqueados são principalmente descomplicados e sua fabricação de fixadores e a montagem pode parecer banal. Mas inúmeros acidentes de qualidade lembram as pessoas de não subestimar os fixadores roscados aparentemente simples. Fabricação e montagem são as duas chaves para a qualidade dos fixadores roscados. 

De certa forma, o impacto da qualidade de montagem em fixadores roscados é ainda mais significativo do que a qualidade de fabricação. Com a miniaturização das peças mecânicas e a melhoria dos requisitos de conexão, a qualidade da montagem tem atraído cada vez mais atenção. O assunto mais preocupado e pesquisado é como fazer com que a força de aperto real dos fixadores roscados se aproxime com precisão ou com mais precisão da força de aperto teórica (ou seja, o efeito de aperto).

1 Força de aperto de fixadores roscados A força de aperto P. de fixadores roscados é geralmente obtida controlando o torque M, com base na seguinte relação entre P. e M: MO.OOlPMtO.ies/dM+ O+RM/dM) Tabela 1 Quatro roscas métodos de montagem de fixadores Comparação do efeito de fixação de prendedor de príncipe Co., Ltd. Centro de Tecnologia.

f Coeficiente de atrito Rm O raio médio da superfície de apoio da cabeça da porca ou do fixador roscado mm Obviamente, é muito impreciso usar o torque M para controlar Po. Como existe um coeficiente de atrito f que varia muito e é difícil de determinar com precisão na relação entre os dois, ele é afetado pela rugosidade da superfície da rosca e da superfície do assento, lubrificante, velocidade de aperto, ferramenta de aperto, mudanças de temperatura durante o aperto repetido , etc 

Devido a fatores incertos, a força de aperto real é muito dispersa e o limite de flutuação é de cerca de ± 40%. Depois de analisar os danos causados por vários fixadores roscados, verifica-se que os produtos com design adequado e tecnologia e materiais qualificados são causados principalmente por roscas soltas. Causado. A frouxidão é causada pela força de aperto insuficiente do próprio fixador sob a ação de diversas forças externas (embora o torquímetro tenha garantido a força de aperto teórica) ou pelo deslizamento relativo entre o fixador roscado e a peça conectada. 

Ou seja, devido à inconsistência entre a força de aperto real e a força de aperto teórica das partes mecânicas conectadas pelo método de torque simples, o efeito de aperto do fixador roscado é afetado. Portanto, este método de montagem por torque pode ser usado para conectar peças mecânicas em geral. Ainda assim, é provável que cause problemas se usado em conexões mecânicas sujeitas a altas tensões alternadas. O controle preciso da força de aperto é a melhor maneira de melhorar o efeito de aperto dos fixadores roscados. O teste de aperto é essencial para formular um processo de aperto preciso (isto é, otimização do processo de aperto) e obter um controle preciso da força de aperto.

Suponha que Cl e c2 sejam a rigidez do fixador rosqueado e da peça conectada. Nesse caso, X é o alongamento quando o prendedor rosqueado é apertado, V é a quantidade de compressão quando a peça conectada é apertada e P. é o aperto da rosca, a força de aperto do prendedor próximo ao escoamento, o deslocamento axial de a porca (ou fixador rosqueado) deve ser. O ângulo de rotação da porca (ou fixador roscado) é porque. 2 e 3 são valores relativamente determinados com pouca mudança, então e também é um valor determinado. 

Desde C| e c2 não mudam muito, controlando o ângulo de rotação da porca (ou fixador rosqueado) pode garantir a consistência entre a força de aperto real e a força de aperto teórica. Como a variação de p perto da região de escoamento é relativamente pequena, o método torque + ângulo da região de escoamento tem menor dispersão do que o método de torque simples.

A partir da análise acima, pode-se ver que, se a deformação for usada diretamente para medir pessoas. Para controlar pág. é a maneira mais confiável. Isso faz sentido na teoria, mas é muito problemático na prática devido à necessidade de dispositivos de medição especiais, sem contar o alongamento de alguns parafusos que não pode ser medido.

Portanto, embora este método de montagem tenha alta precisão, ele é usado na Tabela 2. São comparadas as vantagens e desvantagens dos dois métodos de torque + ângulo do método de montagem. Parafusos (a elasticidade máxima dos parafusos é maior que o torque simples Faro, a consistência dos flanges é boa e o torque final pode ser controlado para evitar trincas, dentes quebrados, etc. menos de 0,05 mm) área de escoamento torque + método de ângulo Luke pode fornecer valores de força de aperto precisos (com base na resistência à tração) para tornar consistente a tensão de travamento de todos os parafusos. 

Requer dispersão da resistência à tração dos parafusos. Não é adequado para parafusos curtos com pequenos ângulos de giro (a elasticidade máxima dos parafusos é para aproveitar ao máximo a capacidade de carga dos parafusos e o comprimento é inferior a 0,05 mm) Tabela 3. Efeito de pré-carga dos dois métodos de montagem * força máxima de aperto kN * força mínima de aperto kN torque de área elástica + método de ângulo torque de área de escoamento + torque de método de ângulo (Nm) não é muito.

Com base na análise acima da força de aperto, existem vários métodos diferentes para montar fixadores roscados.

2 Métodos comuns de montagem de fixadores roscados Existem atualmente quatro métodos padrão de montagem de fixadores roscados: torque na região elástica + torque na região de elasticidade (plástica) do método do ângulo + método do ângulo. Os quatro métodos de montagem de fixadores rosqueados acima são O efeito de aperto é mostrado na Tabela 1. Usando os resultados do teste de aperto (principalmente a curva de força de aperto-ângulo de rotação, a curva de ângulo de torque 41 e a curva de força de alongamento-aperto), o processo de aperto pode ser facilmente formulado. O método do torque simples é relativamente simples. 

Primeiro, o projetista determina a força de aperto P. exigida pelo fixador roscado e, em seguida, encontra o ângulo de rotação correspondente ctTcm* na curva força de aperto-ângulo de rotação de acordo com a força de aperto P. Então, de acordo com r, o torque correspondente M é encontrado na curva de ângulo de torque. Este torque M é o torque de montagem (a determinação do processo de montagem do método de torque + ângulo é mais complicada do que o método de torque simples: primeiro, de acordo com a força de aperto exigida pelo projeto, no teste de aperto, encontre o ângulo de rotação correspondente CXtot na curva do ângulo do pedículo de tensão desenhado; encontre o a1 correspondente ao pré-torque na curva do ângulo de torque-rotação; o ângulo de rotação efetivo após-a da montagem real. Ao montar, pressione primeiro o fixador rosqueado Pré-torque a , aperte e vire um ângulo EFT.

A diferença entre o método de torque de área elástica + ângulo e o método de torque de área de dobra + ângulo de escoamento é que a força de aperto do primeiro é projetada na área elástica da curva de tração do fixador roscado, enquanto o segundo projeta a força de aperto em a área de rendimento.

No entanto, o efeito de montagem dos dois métodos e os requisitos para fixadores roscados e equipamentos de montagem são diferentes. A Tabela 2 compara as vantagens e desvantagens dos dois métodos de montagem.

A Tabela 3 mostra a força de aperto e os resultados da análise estatística de dois métodos de parafuso. Pode ser visto na Tabela 3 que a força de aperto do parafusos na área produtiva é muito concentrado; 3 (7) é apenas 3,2% do valor médio. A força de aperto na zona elástica é mais dispersa, sendo 3cr/Média=15,3%. Portanto, o torque na área de escoamento é. A precisão de montagem do método de ângulo + é maior do que a do método de torque de área elástica + ângulo.

Isso é uma base. =.1.|, um método de usar diretamente o alongamento de fixadores roscados para controlar a força de aperto. Portanto, sua precisão de montagem é excepcionalmente alta e a força de aperto durante a montagem está em total conformidade com a força esperada do projeto. Medir o alongamento de fixadores roscados é caro porque é complicado. Este método de montagem não pode ser usado na produção até que seja encontrado um método fácil para medir o alongamento.

O teste de aperto também é necessário antes da montagem pelo método de medição de alongamento, e a força de aperto 4 curva de comprimento é feita. De acordo com a força de aperto fornecida pelo projetista, o alongamento correspondente é encontrado na curva de 4 comprimentos da força de aperto. A força de aperto do fixador roscado é controlada pela medição do alongamento do fixador roscado durante a montagem.

3. Princípio do teste de aperto de fixadores roscados O princípio do teste de aperto de fixadores roscados é o seguinte: use um motor para acionar um dispositivo de aperto (como uma luva) para apertar os fixadores roscados e use sensores de força, sensores de ângulo e sensores de torque para medir o segmento. A força de fixação dos fixadores, ângulo de rotação (ângulo de rotação), torque (torque na parte roscada, torque na superfície do mancal do cabeçote e torque total), coeficiente de atrito (coeficiente de atrito na parte rosqueada, coeficiente de atrito no mancal do cabeçote superfície e coeficiente de atrito total). O sinal do sensor é inserido no computador por meio da conversão AD. Após o processamento com o software apropriado, o computador imprime a curva do ângulo da força de aperto, a curva do ângulo de rotação do torque e os dados estatísticos de processamento da força de aperto, torque e coeficiente de atrito.

Além disso, usando o princípio hidráulico, a curva força-comprimento de aperto é feita através do sensor de força e do sensor de deslocamento.

4 Caso de análise de falha de fixadores roscados Um parafuso da polia do virabrequim de um motor, grau 12.9, superfície galvanizada, montado pelo método de torque. Ocorre uma inversão de marcha durante o uso. Posteriormente, foi alterado para galvanizado para tratamento DACRO. Mas o fenômeno do “alongamento” apareceu novamente.

Além de apertar a polia do virabrequim, este parafuso também requer uma excelente capacidade antiafrouxamento. Ou seja, é necessária uma força de atrito mais significativa entre a superfície de apoio da cabeça do parafuso e a face final da cabeça do virabrequim. Ou seja, esse parafuso deve considerar tanto as funções de pré-carga quanto antiafrouxamento.

Após a inspeção, a estrutura metalográfica, a resistência à tração e a dureza dos parafusos atendem aos requisitos técnicos, mas a fratura do parafuso em U tem as características de fragilização por hidrogênio.

Os resultados do teste de aperto do parafuso mostram que, sob o mesmo torque, a força de aperto dos parafusos DACRON é 31,7% maior que a dos parafusos galvanizados. Como o torque de montagem é determinado de acordo com o coeficiente de atrito dos parafusos galvanizados, se forem usados parafusos DACRON, ele não mudará. Torque de montagem, devido ao seu coeficiente de atrito reduzido, a força de tração no parafuso aumentará em mais de 30%, podendo atingir ou exceder o limite de escoamento do parafuso, e o parafuso pode sofrer deformação plástica. 

Os resultados do teste de aperto do parafuso também mostram que, sob a mesma força de aperto, o coeficiente de atrito dos parafusos galvanizados é 56% maior que o dos parafusos DACRON em média. Se o torque de montagem dos parafusos DACRON for alterado, pode atingir a força de aperto dos parafusos galvanizados. Como a força de atrito é proporcional à pressão positiva, a força de atrito entre a superfície de apoio da cabeça do parafuso e a face final da cabeça do virabrequim não pode atender aos requisitos de antiafrouxamento. Pode-se observar que o projeto original adota tratamento galvanizado devido ao seu coeficiente de atrito significativo, o que é benéfico para aumentar a capacidade de travamento automático.

Com base na análise acima, três soluções são propostas: Opção 1: Usar parafusos galvanizados, mas reforçar o tratamento de desidrogenação; Opção 2: Use parafusos DACRON, mas exija seu coeficiente de atrito. Opção 3: Use parafusos DACRON e tome medidas adicionais contra afrouxamento.

A opção 1 foi finalmente adotada e o problema foi resolvido.

5 Conclusão O teste de aperto pode fornecer uma base confiável para o processo de montagem de vários fixadores roscados. Os quatro métodos de montagem de fixadores roscados são formulados de acordo com os resultados do teste de aperto. Cada um dos quatro métodos de montagem tem seus próprios méritos. A operação específica deve considerar de forma abrangente vários fatores, como requisitos de aperto, condições do equipamento, nível de qualidade dos fixadores rosqueados e custo. 

Além disso, o teste de aperto também contribui para a análise de falhas e melhoria da qualidade dos fixadores roscados. O teste de aperto tem sido amplamente utilizado no exterior, e algumas empresas nacionais também realizam esse trabalho. Acredita-se que com o desenvolvimento contínuo da indústria de máquinas, o teste de aperto será reconhecido por mais e mais pessoas, e o teste de aperto também se tornará um teste necessário no teste de desempenho mecânico.