Само-заключващите се гайки, известни също като контрагайки, включват основно три вида: изцяло-метални само-заключващи се гайки, не-метални самозаключващи се гайки с вложка-и самозаключващи се гайки с метална скоба. Всички -метални само-гайки могат да бъдат допълнително разделени на два подтипа: единият е три-точково занитван тип челно лице, което формира заключващи характеристики чрез леко повлияване на стъпката на резбата; другият е тип деформация на противоположната страна на екструзия, която трансформира крайната резба от кръгла форма в елипсовидна форма, за да се постигне заключващата функция. Въздействието на коефициента на триене върху крайното предварително натоварване е широко признато и ценено, но много хора все още имат съмнения относно това как да проектират въртящия момент на затягане за само-заключващите се гайки. Днес редакторът от Jiangsu Jinrui ще обсъди този въпрос с вас.
1. Описание на въртящия момент за -самозаключващи се гайки във VDI 2230
Стандартът VDI 2230 ясно посочва въртящия момент на затягане за само{1}}заключващи се гайки: при определяне или изчисляване на въртящия момент на затягане за такива компоненти, в допълнение към конвенционалния въртящ момент на затягане на резбата (MG) и въртящ момент на затягане на опорната повърхност (MK), също е необходимо да се вземе предвид въртящият момент на резбата-в въртящ момент (MU, изключително за само-заключваща се гайки) и допълнителния въртящ момент на съпротивление на опорната повърхност (MKzu, като например в сценария на затягане на зъбни болтове/гайки).
Въпреки това, стандартните добавки, че за скрепителни елементи с високо-предварително натоварване, резбата, движеща се-в въртящ момент (MU), могат да бъдат пренебрегнати. Това означава, че когато болтът е затегнат до високо-състояние на предварително натоварване, MU не е необходимо да се включва в общия въртящ момент. Стандартът обаче не изяснява допълнително какво представлява „високо предварително натоварване“ или как да се дефинира и измери.
2. Измерен коефициент на триене на контрагайките
Вземайки самозаключващите се гайки с найлонова вложка като тестов обект, съответните проблеми се обясняват само чрез операции за затягане на гайката. Техните криви на ъгъла-на въртящия момент и аксиалната сила-на ъгъла показват, че контрагайките имат очевиден етап на въртене-на въртящ момент: когато болтът се завинти в гайката, докато докосне заключващата част, се генерира специфичен въртящ момент-на въртящ момент (т.е. въртящ момент против-разхлабване); след като резбата на болта напълно премине заключващата част, въртящият-въртящ момент навлиза в стабилна фаза и повече не продължава да нараства; когато гайката е напълно закрепена към свързания компонент, въртящият момент се увеличава пропорционално на ъгъла на въртене.
В-етапа на въртящ момент в движение, аксиалната сила на болта е основно нула и кривата е приблизително хоризонтална права линия-, което означава, че въртящият момент на затягане, показан в този момент, не е преобразуван в ефективно предварително натоварване. От кривите на коефициента на триене-на резбата и на общия коефициент на триене-на ъгъла може да се види, че коефициентът на триене се променя с ъгъла на затягане: след като гайката е прикрепена към свързания компонент, коефициентът на триене на резбата и общият коефициент на триене намаляват с увеличаване на аксиалната сила (или ъгъл на въртене). Това показва, че когато моментът на затягане на контрагайката е нисък, той не може да бъде настроен или изчислен според конвенционалното съотношение между аксиалните сили на въртящия момент-; вместо това е необходимо да се използва действителният коефициент на триене или да се приеме, че въртящият-въртящ момент съответства на действителните работни условия.
Коефициентът на триене на опорната повърхност на контрагайките се променя леко: след като гайката е прикрепена към свързания компонент, нейният коефициент на триене на опорната повърхност е основно в съответствие с този на обикновените не-блокиращи гайки и няма значителна флуктуация с увеличаване на предварителното натоварване (аксиална сила на болта).
Ако контрагайката е развита според зададения коефициент на триене, тя може да бъде затегната според конвенционалния въртящ момент на затягане по време на нормална работа и няма нужда да се взема предвид допълнително въртящият момент-. Това е така, защото тестът за коефициента на триене на контрагайките се извършва при условие на 75% доказателствено натоварване и действителният коефициент на триене може да отговори на изискванията за развитие, когато се затегне според конвенционалния въртящ момент на затягане. Резултатите от теста показват, че когато контрагайката се затегне до 1600 градуса, коефициентът на триене на резбата е основно стабилен-в този момент той достига около 50% от крайното предварително натоварване и коефициентът на триене на резбата е основно в съответствие с крайния коефициент на триене, поддържайки стабилно състояние.
Въз основа на това може да се изясни, че ако проектираното предварително натоварване на само-заключващата се гайка достигне 40% от изпитателното натоварване на болта или повече, по същество няма нужда да се взема предвид въртящият-въртящ момент; „високото предварително натоварване“, споменато в стандарта VDI 2230, трябва да бъде поне 40% от пробното натоварване. Ако проектираният въртящ момент е твърде нисък, трябва да се включи въртящият-момент на самозаключващата се гайка.
Освен това трябва да се отбележи, че за крепежни елементи със зъби върху носещата повърхност на главата на болта или гайката, стандартът VDI 2230 не уточнява сценарии, при които допълнителният въртящ момент може да бъде пренебрегнат -което означава, че такива зъбни крепежни елементи трябва да вземат предвид допълнителния въртящ момент под главата/носещата повърхност във всички случаи. Това е така, защото когато зъбните крепежни елементи се затягат, техният коефициент на триене (или еквивалентен коефициент на триене) постепенно се увеличава; особено при голямо предварително натоварване, еквивалентният коефициент на триене нараства значително, което е еквивалентно на опорната повърхност на главата на болта/гайката, упражняваща ефект на екструдиране и нарязване върху повърхността на свързания компонент.
3. Сценарии, при които трябва да се вземе предвид въртящият момент-на контрагайките
Например, в сценария на свързване между буталния прът на амортисьор и монтажната основа (закрепване): за намаляване на теглото, външният диаметър на буталния прът обикновено не е проектиран да бъде твърде голям и ефективният размер на опорната повърхност често е само около 3 mm или дори по-малък в някои конструкции. Следователно, при условие че отговаря на различни изисквания за обслужване, въртящият момент на затягане на монтажната гайка не може да бъде зададен твърде високо-в противен случай прекомерният въртящ момент може лесно да причини смачкване или постоянна пластична деформация на монтажната основа, което води до отслабване на предварителното натоварване. От гледна точка на изискванията за сила, тук не е необходима прекомерна сила на затягане, за да се издържат външни натоварвания, така че моментът на затягане на гайката в горната част на амортисьора обикновено е нисък. Като вземем за пример гайка със спецификация на резбата M14×1,5, нейният въртящ момент на затягане често е само около 60 Nm. Максималният стандартен въртящ момент-на изцяло-метална самозаключваща се-гайка M14×1,5-10 обаче е 31 Nm. Ако действителният-въртящ момент е близо до тази стойност, при затягане на 60 Nm, ефективната сила на затягане може да намалее. Следователно, определянето на коефициента на триене на само-заключващата се гайка е от решаващо значение при такива сценарии за проектиране с нисък-въртящ момент и трябва да се подчертае влиянието на въртящия момент при разработване.
