Müssen wir zum Anzugsdrehmoment der selbstsichernden Muttern ein Anti--Löserdrehmoment hinzufügen?

Selbst-sichernde Muttern, auch Sicherungsmuttern genannt, umfassen hauptsächlich drei Arten: selbstsichernde Ganzmetallmuttern-, nicht{2}selbstsichernde Muttern-mit Einsatz-und selbstsichernde Muttern mit Metallclip -. Ganz{6}}selbstsichernde{7}}Muttern aus Metall können weiter in zwei Untertypen unterteilt werden: Die eine ist die mit drei {{8}Punkten genietete Endfläche, die durch leichte Beeinflussung der Gewindesteigung Sicherungseigenschaften erzeugt; Die andere Art ist die Extrusionsverformung auf der gegenüberliegenden Seite, die das Endgewinde von einer kreisförmigen Form in eine elliptische Form umwandelt, um die Verriegelungsfunktion zu erreichen. Der Einfluss des Reibungskoeffizienten auf die endgültige Vorspannung ist allgemein anerkannt und geschätzt, aber viele Menschen haben immer noch Zweifel, wie das Anzugsdrehmoment für selbstsichernde Muttern ausgelegt werden soll. Heute wird der Redakteur aus Jiangsu Jinrui dieses Thema mit Ihnen besprechen.

1. Beschreibung des Drehmoments für selbstsichernde Muttern in VDI 2230

In der Norm VDI 2230 ist das Anziehdrehmoment für selbstsichernde Muttern eindeutig festgelegt: Bei der Ermittlung bzw. Berechnung des Anziehdrehmoments für solche Bauteile sind neben dem herkömmlichen Gewindeanzugsmoment (MG) und dem Auflageranzugsmoment (MK) auch das Gewindeeinlaufmoment (MU, ausschließlich bei selbstsichernden Muttern) und das zusätzliche Auflagerwiderstandsmoment (MKzu, z. B. beim Anziehen von Zahnmuttern) zu berücksichtigen Schrauben/Muttern).

Die Norm ergänzt jedoch, dass bei Verbindungsbaugruppen mit hoher -Vorspannung der Gewindegang im Drehmoment (MU) vernachlässigt werden kann. Dies bedeutet, dass MU nicht in das Gesamtdrehmoment einbezogen werden muss, wenn die Schraube bis zu einem hohen -Vorspannungszustand angezogen wird. Die Norm klärt jedoch nicht weiter, was unter „hoher Vorspannung“ zu verstehen ist und wie diese zu definieren und zu messen ist.

2. Gemessener Reibungskoeffizient von Sicherungsmuttern

Anhand von selbstsichernden Muttern mit Nyloneinsatz-als Testobjekt werden relevante Probleme nur durch das Anziehen der Muttern erläutert. Ihre Drehmoment--Winkel- und Axialkraft--Winkel-Kurven zeigen, dass Sicherungsmuttern ein deutliches Einlaufdrehmoment aufweisen: Wenn die Schraube in die Mutter eingeschraubt wird, bis sie das Verriegelungsteil berührt, wird ein bestimmtes Einlaufdrehmoment (d. h. ein Anti-Lockerungsdrehmoment) erzeugt; Nachdem das Bolzengewinde das Verriegelungsteil vollständig passiert hat, erreicht das Einlaufdrehmoment einen stabilen Zustand und steigt nicht mehr weiter an; Wenn die Mutter vollständig am verbundenen Bauteil befestigt ist, erhöht sich das Drehmoment proportional zum Drehwinkel.

In der Phase des Einlaufdrehmoments-ist die Axialkraft der Schraube praktisch Null und die Kurve ist ungefähr eine horizontale gerade Linie-was bedeutet, dass das zu diesem Zeitpunkt angezeigte Anzugsdrehmoment nicht in eine effektive Vorspannung umgewandelt wurde. Aus den Kurven des Gewindereibungskoeffizienten-Winkels und des Gesamtreibungskoeffizienten-Winkels ist ersichtlich, dass sich der Reibungskoeffizient mit dem Anzugswinkel ändert: Nachdem die Mutter am verbundenen Bauteil befestigt wurde, nehmen der Gewindereibungskoeffizient und der Gesamtreibungskoeffizient mit zunehmender Axialkraft (oder Drehwinkel) ab. Dies zeigt an, dass, wenn das Anzugsdrehmoment desKontermutterniedrig ist, kann es nicht gemäß der herkömmlichen Drehmoment--Axialkraftbeziehung eingestellt oder berechnet werden; Stattdessen ist es notwendig, den tatsächlichen Reibungskoeffizienten zu verwenden oder davon auszugehen, dass das Einlaufdrehmoment mit den tatsächlichen Arbeitsbedingungen übereinstimmt.

Der Reibungskoeffizient der Lageroberfläche von Sicherungsmuttern ändert sich geringfügig: Nachdem die Mutter an der verbundenen Komponente befestigt wurde, entspricht ihr Reibungskoeffizient der Lageroberfläche im Wesentlichen dem von gewöhnlichen Muttern ohne -Sicherungsmuttern, und es gibt keine signifikanten Schwankungen bei der Erhöhung der Vorspannung (Axialkraft der Schraube).

Wenn die Sicherungsmutter entsprechend dem eingestellten Reibungskoeffizienten entwickelt wird, kann sie im Normalbetrieb mit dem herkömmlichen Anzugsdrehmoment angezogen werden, ohne dass das Einlaufdrehmoment zusätzlich berücksichtigt werden muss. Dies liegt daran, dass die Prüfung des Reibungskoeffizienten von Sicherungsmuttern unter der Bedingung einer Prüflast von 75 % durchgeführt wird und der tatsächliche Reibungskoeffizient die Entwicklungsanforderungen erfüllen kann, wenn er gemäß dem herkömmlichen Anzugsdrehmoment angezogen wird. Die Testergebnisse zeigen, dass der Gewindereibungskoeffizient im Wesentlichen stabil ist, wenn die Sicherungsmutter auf 1600 Grad angezogen wird. - Zu diesem Zeitpunkt erreicht er etwa 50 % der endgültigen Vorspannung und der Gewindereibungskoeffizient stimmt im Wesentlichen mit dem endgültigen Reibungskoeffizienten überein, sodass ein stabiler Zustand erhalten bleibt.

Auf dieser Grundlage kann klargestellt werden, dass, wenn die ausgelegte Vorspannung der selbstsichernden Mutter 40 % der Prüflast der Schraube oder mehr erreicht, grundsätzlich keine Notwendigkeit besteht, das Einlaufdrehmoment zu berücksichtigen; Die in der VDI 2230 genannte „hohe Vorspannung“ sollte mindestens 40 % der Prüfkraft betragen. Wenn das vorgesehene Drehmoment zu niedrig ist, muss das Einlaufdrehmoment der selbstsichernden Mutter berücksichtigt werden.

Darüber hinaus ist zu beachten, dass die Norm VDI 2230 für Verbindungselemente mit Zähnen am Schraubenkopf oder an der Mutterauflagefläche keine Fälle vorgibt, in denen das zusätzliche Drehmoment vernachlässigt werden kann{1}}, was bedeutet, dass bei solchen gezahnten Verbindungselementen in jedem Fall das zusätzliche Drehmoment unter dem Kopf/der Auflagefläche berücksichtigt werden muss. Dies liegt daran, dass beim Anziehen von Zahnbefestigungen deren Reibungskoeffizient (oder äquivalenter Reibungskoeffizient) allmählich zunimmt; Insbesondere bei hoher Vorspannung steigt der äquivalente Reibungskoeffizient deutlich an, was einer Extrusions- und Riefenwirkung der Bolzenkopf-/Mutterauflagefläche auf die Oberfläche des verbundenen Bauteils gleichkommt.

3. Szenarien, in denen das Einlaufdrehmoment von Sicherungsmuttern berücksichtigt werden muss

Beispielsweise im Verbindungsszenario zwischen der Kolbenstange eines Stoßdämpfers und der Montagebasis (Aufnahme): Um das Gewicht zu reduzieren, wird der Außendurchmesser der Kolbenstange in der Regel nicht zu groß ausgelegt und die effektive Lagerflächengröße beträgt oft nur etwa 3 mm, bei manchen Konstruktionen sogar noch kleiner. Daher darf das Anzugsdrehmoment der Montagemutter nicht zu hoch eingestellt werden, um verschiedene Serviceanforderungen zu erfüllen. -Andernfalls kann ein zu hohes Drehmoment leicht zu Quetschungen oder dauerhaften plastischen Verformungen der Montagebasis führen, was zu einer Schwächung der Vorspannung führt. Aus krafttechnischer Sicht ist hier keine übermäßige Klemmkraft erforderlich, um äußeren Belastungen standzuhalten, sodass das Anzugsdrehmoment der Mutter an der Oberseite des Stoßdämpfers in der Regel gering ist. Am Beispiel einer Mutter mit der Gewindespezifikation M14×1,5 beträgt ihr Anzugsdrehmoment oft nur etwa 60 Nm. Das maximale Standard-Einlaufdrehmoment einer M14×1,5-10 Ganzmetall-Selbstsicherungsmutter beträgt jedoch 31 Nm. Wenn das tatsächliche Einlaufdrehmoment nahe an diesem Wert liegt, kann die effektive Klemmkraft bei einem Anzugsmoment von 60 Nm abnehmen. Daher ist die Bestimmung des Reibungskoeffizienten der selbst{20}}sichernden Mutter in solchen Konstruktionsszenarien mit niedrigem-Drehmoment von entscheidender Bedeutung, und die Auswirkung des Einlaufdrehmoments muss betont werden.