Fattori che influenzano la coppia massima di svitamento dei dadi di bloccaggio

La coppia massima di svitamento didadi di bloccaggioè influenzato da una varietà di fattori. Nella ricerca sulle prestazioni a fatica a basso numero di cicli delle ghiere di bloccaggio, il diametro primitivo della filettatura, l'angolo dell'elica e l'angolo del fianco della filettatura rimangono costanti. Solo la forza elastica massima di ripristino del segmento filettato e l'angolo di attrito equivalente cambieranno in una certa misura dopo un uso ripetuto. Pertanto, la regola di variazione della coppia massima di svitamento dei dadi di bloccaggio sotto carichi ciclici può essere analizzata da questi due aspetti.

1. Indurimento della deformazione del materiale

I materiali mostrano un incrudimento ciclico o un ammorbidimento della deformazione ciclica sotto carico ciclico. Sotto deformazione ciclica ad ampiezza costante, l'ampiezza dello stress aumenta o diminuisce con la crescita dei tempi di ciclo e infine raggiunge uno stato ciclico stabile. La prova di fatica a basso numero di giri delle ghiere di bloccaggio viene effettuata in condizioni di deformazione costante. L'incrudimento o l'ammorbidimento dei segmenti filettati influisce direttamente sulla coppia massima di svitamento. L'acciaio legato utilizzato per la produzione di dadi di bloccaggio è un tipico materiale a incrudimento ciclico. L'indurimento del materiale aumenta la forza elastica di ritorno dei segmenti filettati e aumenta ulteriormente la coppia di svitamento.

2. Fatica a basso numero di cicli

La fatica a basso numero di cicli si riferisce allo stato di fatica in cui lo stress ciclico è vicino o supera il limite di snervamento del materiale. Il materiale produce una certa quantità di deformazione plastica in ciascun ciclo di deformazione, con una durata a fatica che va da 10² a decine di migliaia di cicli, generalmente descritta dalla curva di fatica ε-N.

I risultati del calcolo degli elementi finiti mostrano che dopo ilbulloneè avvitato nel dado di bloccaggio, la radice del segmento filettato sopporta elevate sollecitazioni e parziali aree superficiali sono in stato di snervamento, mentre l'area centrale della radice filettata presenta caratteristiche di deformazione bassa e complessa. L'area ad alta deformazione alla radice della filettatura è sottoposta a carichi ciclici ripetuti, che sono soggetti a danni da fatica a basso numero di cicli. Ciò riduce la pressione portante dei segmenti filettati e porta alla diminuzione della coppia di svitamento.

3. Coefficiente di attrito

L'angolo di attrito è un fattore critico che influenza la coppia di svitamento e la forza di attrito è la base per il normale funzionamento dei dadi di bloccaggio. Durante il funzionamento, la superficie di contatto mantiene una pressione continua e una forza di attrito sotto la forza elastica di ripristino dei segmenti di filo. Dopo un uso ripetuto, l'attrito ciclico lucida continuamente i microscopici spigoli vivi e le sporgenze ruvide sulla superficie di contatto, rendendo la superficie più liscia. La riduzione del coefficiente di attrito abbassa la resistenza all'attrito, diminuendo così la coppia massima di svitamento del dado.

4. Fattori di produzione e assemblaggio

Limitati dal processo di produzione e dalla precisione, i bordi filettati possono presentare spigoli vivi, bave e adattamento dimensionale non corrispondente tra le parti. La coppia iniziale di avvitamento e svitamento oscillerà in modo anomalo. Le prestazioni riutilizzabili stabili e precise dei dadi di bloccaggio possono essere ottenute solo dopo un certo numero di cicli di rodaggio.

5. Valore di deformazione di chiusura

Dopo i parametri materiali e geometrici delnocevengono determinati, il valore di deformazione di chiusura esercita un'influenza significativa sulla riutilizzabilità dei dadi di bloccaggio. Un valore di chiusura maggiore aumenta la deformazione di apertura e la deformazione dei segmenti di filettatura, intensifica l'incrudimento ciclico, migliora la pressione elastica dei segmenti di filettatura e tende ad aumentare la coppia di svitamento.

D'altra parte, un'eccessiva deformazione di chiusura riduce la larghezza e l'area di contatto effettiva dei segmenti della filettatura, diminuisce la forza di attrito, aumenta la deformazione della filettatura, deteriora le prestazioni di fatica a basso numero di cicli e tende a ridurre la coppia massima di svitamento. Influenzata dalla sovrapposizione di molteplici fattori contraddittori, la variazione della coppia massima di svitamento con cicli di servizio ripetuti non è prevedibile semplicemente mediante analisi teoriche e può essere verificata soltanto mediante osservazione sperimentale.