Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về sự chuyển đổi tải trọng của các bộ nối bu-lông - đai ốc giữa các điều kiện siết chặt và điều kiện làm việc
Tóm tắt
Hiện nay, phương pháp phổ biến để thực hiện hiệu ứng siết chặt của các bộ nối bu-lông là áp dụng một mô men siết chính xác lên chúng. Tuy nhiên, khi loại bỏ mô men siết, các đặc điểm tải trọng sẽ có một sự chuyển đổi tạm thời, dẫn đến tải trọng siết chặt sẽ khác biệt đáng kể so với điều kiện siết chặt ban đầu. Để hiểu rõ hơn về hiệu ứng siết chặt dưới điều kiện làm việc, việc mô hình hóa sự chuyển đổi tải trọng giữa các điều kiện siết chặt và làm việc là rất quan trọng. Dựa trên phân tích cân bằng cơ học cơ bản nhất, các đặc điểm tải trọng của các bộ nối bu-lông - đai ốc dưới một chu kỳ siết chặt và điều kiện làm việc đã được nghiên cứu. Các phương trình cân bằng mô men đã được thiết lập một cách riêng biệt, sự chuyển đổi tải trọng giữa hai điều kiện đã được phân tích và mối quan hệ gần đúng giữa mô men siết chặt áp dụng dưới điều kiện siết chặt và mô men siết chặt trước dưới điều kiện làm việc đã được xác định. Trong khi đó, một hệ thống đo độ biến dạng động được đề xuất nhằm xác định chính xác tải trọng siết chặt trong thời gian thực. Kết quả xác nhận rằng mô men xoắn của ren và mô men ma sát của ổ đỡ cân bằng với nhau và hoạt động như những mô men siết chặt trước dưới điều kiện làm việc. Tải trọng siết chặt cuối cùng có thể được ước tính là lớn hơn một nửa chênh lệch giữa các mô men siết bằng chìa vặn, nhưng nhỏ hơn một nửa tổng số mô men siết, hoặc có thể được đo chính xác thông qua việc đo độ biến dạng động.
Từ khóa
#siết chặt #tải trọng #bu-lông đai ốc #mô men #ma sát #biến dạng độngTài liệu tham khảo
Chen C, Lee C, Xu D et al (2019) The effect of immersion corrosion on the surface morphology of a flank-locking precision locknut. Exp Tech 43:1–12
Nassar SA, El-Khiami H, Barber GC, Zou Q, Sun TS (2005) An experimental study of bearing and thread friction in fasteners. Trans ASME Tribol 127:263–272
Liu RQ, Qiu LF (2008) The principle and application of self-locking nuts. Textile Equip 42:52–54 (in Chinese)
Yu QM, Yang XJ, Zhou HL (2018) An experimental study on the relationship between torque and preload of threaded connections. Adv Mech Eng 10(8):1–10
Hwang HY (2013) Bolted joint torque setting using numerical simulation and experiments. J Mech Sci Technol 27:1361–1371
Ralph S, Shoberg PE (2000) Engineering fundamentals of threaded fastener design and analysis. Fastening 6:26–29
Toth GR (2004) Torque and angle controlled tightening over the yield point of a screw—based on Monte-Carlo simulations. J Mech Des 126(4):729–736
Toth GR (2003) Controlled tightening over the yield point of a screw: based on Taylor’s series expansions. J Press Vessel Technol 125(4):460–466
Pau M, Baldi A, Leban B (2008) Visualization of contact areas in bolted joints using ultrasonic waves. Exp Tech 32:49–53
Motosh N (1976) Development of design charts for bolts preload up to the plastic range. ASME J Eng Ind 98:849–851
VDI Handbuch Konstruktion 2230. Systematic calculation of high duty bolted joints – joints with one cylindrical bolt; 2001
Wang YQ, Wu JK, Liu HB et al (2017) Analysis of elastic interaction stiffness and its effect on bolt preloading. Int J Mech Sci 130:307–314
Croccolo D, Agostinis MD, Fini S (2016) Tribological propertied of bolts depending on different screw coatings and lubrications: an experimental study. Tribol Int 107:199–205
Yu QM, Zhou HL, Wang LB (2015) Finite element analysis of relationship between tightening torque and initial load of bolted connections. Adv Mech Eng 7:1–8
Jiang Y, Zhang M, Park T-W (2002) An experimental investigation on frictional properties of bolted joints. ASME Analysis of Bolted Joints—2002, 433:59–66
Ganeshmurthy S, Nassar SA (2009) Study of Two-Stage Tightening of Threaded Fasteners Using Various Tool Speed Combinations. ASME 2007 Pressure Vessels and Piping Conference 295–308
Seibel A, Japing A, Schlattmann J (2014) Uncertainty analysis of the coefficients of friction during the tightening process of bolted joints. J Uncertainty Anal Appl 2:21
Croccolo D, De Agostinis M, Vincenzi N (2010) Experimental analysis on the tightening torque - Preloading force relationship in threaded fasteners. In ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Proceedings (IMECE) 3:525–533
EX1629,48-channel strain gage instrument user’s manual. Released October 29, 2008, VXI Technology, Inc. 2031 Main street Irvine, CA 92614-6509 (949) 955–1894
Matsubara D, Nakano T, Shimada M et al (2015) Effect of tightening velocity on the torque coefficient of timber jointing with bolts. Mokuzai Gakkaishi 61:33–39
Croccolo D, Agostinis MD, Vincenzi N (2011) Failure analysis of bolted joints: effect of friction coefficients in torque–preloading relationship. Eng Fail Anal 18:364–373
Rammer DR, Zelinka SL (2010) Optical method for measuring the surface area of a threaded fastener. Exp Tech 34:36–39
Bellemare SC, Dao M, Suresh S (2008) Effects of mechanical properties and surface friction on elasto-plastic sliding contact. Mech Mater 40:206–219