图 2 螺纹联接拧松时受力图
图 2 中,当滑块下滑时,F 与 FR 的夹角为
,由螺母螺纹在螺栓螺纹斜面上的受力平衡可得:
利用以上计算模型,分别计算了 M10 × 1.5--8.8和 M10 × 1. 25- 8. 8,即粗牙螺纹和细牙螺纹的拧紧扭矩和拧松扭矩,摩擦因数取 0.2,初始预紧力按 GB / T3098.1—2010 中细牙螺纹保证载荷的 75 % 计算。
此处将初始预紧力选定为 26 625 N。对应的其他螺纹紧固件参数按对应标准选择。粗牙螺纹和细牙螺纹拧紧扭矩和拧松扭矩对比分析如表 1 所示。
由表1 分析可知,细牙螺纹的拧松扭矩更大,防松效果更好。
1.2.3有效力矩型锁紧螺母计算模型修正
有效力矩型( Prevailing Torque) 锁紧螺母的防松,本质是在联接副中增加一个不随外力变化的摩擦力矩,摩擦力矩主要加在螺母上。
目前主要有 4 种常见的全金属有效力矩型锁紧螺母: 锥形自锁、金属嵌片、非金属嵌件以及带颈收口螺母。
由于摩擦力矩的存 在,有效力矩型锁紧螺母的拧紧扭矩和拧松扭矩与普通螺母的计算模型存在差异,因此,需对普通螺母的计算模型进行修正。
1) 拧紧扭矩。有效力矩型锁紧螺母在拧紧时,由于存在一个摩擦力矩,因此,会产生一个阻止螺母旋转的水平阻力 Fpt ,方向与图 1 中 Ft 相反,因此,有如下等式: