Piulițele auto-de blocare, cunoscute și sub denumirea de piulițe de blocare, includ în principal trei tipuri: piulițe auto{{-metalice, piulițe ne-metalice cu inserție auto-piulițe și piulițe cu cleme metalice. Toate piulițele cu autoblocare-metalice-poate fi împărțite în două subtipuri: unul este tipul cu fața de capăt nituită în trei-puncte, care formează caracteristici de blocare afectând ușor pasul filetului; celălalt este tipul de deformare prin extrudare pe partea opusă, care transformă firul de capăt dintr-o formă circulară într-o formă eliptică pentru a realiza funcția de blocare. Impactul coeficientului de frecare asupra preîncărcării finale a fost recunoscut și apreciat pe scară largă, dar mulți oameni au încă îndoieli cu privire la modul de proiectare a cuplului de strângere pentru piulițele auto-blocante. Astăzi, editorul de la Jiangsu Jinrui va discuta această problemă cu dumneavoastră.
1. Descrierea cuplului pentru auto-piulițe de blocare în VDI 2230
Standardul VDI 2230 precizează în mod clar cuplul de strângere pentru piulițele auto-blocante: atunci când se determină sau se calculează cuplul de strângere pentru astfel de componente, pe lângă cuplul convențional de strângere a filetului (MG) și cuplul de strângere a suprafeței lagărului (MK), este necesar să se ia în considerare și cuplul de strângere a filetului (MU,{3}) exclusiv piulițe) și cuplul suplimentar de rezistență la suprafața rulmentului (MKzu, cum ar fi în scenariul de strângere a șuruburilor/piulițelor dintate).
Cu toate acestea, standardul completează faptul că, pentru ansamblurile de fixare cu preîncărcare mare-, filetul care rulează-în cuplu (MU) poate fi neglijat. Aceasta înseamnă că, atunci când șurubul este strâns la o stare de preîncărcare-înaltă, MU nu trebuie să fie inclus în cuplul total. Cu toate acestea, standardul nu clarifică în continuare ce reprezintă „preîncărcare mare” sau cum se definește și se măsoară.
2. Coeficientul de frecare măsurat al piulițelor
Luând ca obiect de testare piulițele auto-de inserție din nailon, problemele relevante sunt explicate numai prin operațiunile de strângere a piulițelor. Curbele cuplului-unghiului și forței axiale-unghiului arată că piulițele de blocare au o funcționare evidentă-în stadiul de cuplu: atunci când șurubul este înșurubat în piuliță până când atinge piesa de blocare, se generează un cuplu-de rulare specific (adică, cuplul anti-slăbire); după ce filetul șurubului trece complet de partea de blocare, cuplul de rulare-intră într-o etapă stabilă și nu mai continuă să crească; când piulița este atașată complet de componenta conectată, cuplul crește proporțional cu unghiul de rotație.
În stadiul de rulare-în cuplu, forța axială a șurubului este practic zero, iar curba este aproximativ o linie dreaptă orizontală-, ceea ce înseamnă că cuplul de strângere afișat în acest moment nu a fost convertit în preîncărcare efectivă. Din curbele coeficientului de frecare-unghiul și coeficientul de frecare total-unghiul, se poate observa că coeficientul de frecare se modifică odată cu unghiul de strângere: după ce piulița este atașată la componenta conectată, coeficientul de frecare a filetului și coeficientul de frecare totală scad pe măsură ce forța axială (sau unghiul de rotație) crește. Acest lucru indică faptul că atunci când cuplul de strângere al piuliței de blocare este scăzut, acesta nu poate fi setat sau calculat conform relației convenționale cu forța axială a cuplului-; în schimb, este necesar să se utilizeze coeficientul de frecare real sau să se considere că rularea-cuplului este în concordanță cu condițiile reale de lucru.
Coeficientul de frecare a suprafeței de rulment al piulițelor de blocare se modifică ușor: după ce piulița este atașată la componenta conectată, coeficientul de frecare a suprafeței lagărului este practic în concordanță cu cel al piulițelor obișnuite ne-de blocare și nu există nicio fluctuație semnificativă cu creșterea preîncărcării (forța axială a șurubului).
Dacă piulița de blocare este dezvoltată în funcție de coeficientul de frecare setat, aceasta poate fi strânsă conform cuplului de strângere convențional în timpul funcționării normale și nu este necesar să se ia în considerare suplimentar cuplul de rulare-. Acest lucru se datorează faptului că testul coeficientului de frecare al piulițelor de blocare se efectuează în condițiile unei sarcini rezistente de 75%, iar coeficientul de frecare real poate îndeplini cerințele de dezvoltare atunci când este strâns conform cuplului de strângere convențional. Rezultatele testelor arată că atunci când piulița de blocare este strânsă la 1600 de grade, coeficientul de frecare a filetului este practic stabil-în acest moment, atinge aproximativ 50% din preîncărcarea finală, iar coeficientul de frecare a filetului este practic în concordanță cu coeficientul de frecare final, menținând o stare stabilă.
Pe baza acestui lucru, se poate clarifica faptul că, dacă preîncărcarea proiectată a piuliței de auto{0}}blocare atinge 40% din sarcina de rezistență a șurubului sau mai mult, practic nu este necesar să se ia în considerare cuplul-de rulare; „preîncărcare mare” menționată în standardul VDI 2230 ar trebui să fie de cel puțin 40% din sarcina de rezistență. Dacă cuplul proiectat este prea mic, trebuie inclus cuplul-de rulare al piuliței de auto-blocare.
În plus, trebuie remarcat faptul că pentru elementele de fixare cu dinți pe capul șurubului sau pe suprafața lagărului piuliței, standardul VDI 2230 nu specifică scenarii în care cuplul suplimentar poate fi neglijat-, ceea ce înseamnă că astfel de elemente de fixare dintate trebuie să ia în considerare cuplul suplimentar sub cap/suprafața rulmentului în toate cazurile. Acest lucru se datorează faptului că atunci când elementele de fixare dintate sunt strânse, coeficientul lor de frecare (sau coeficientul de frecare echivalent) crește treptat; în special la preîncărcare mare, coeficientul de frecare echivalent crește semnificativ, ceea ce este echivalent cu suprafața lagărului capului șurubului/piuliței care exercită un efect de extrudare și înțepare asupra suprafeței componentei conectate.
3. Scenarii în care trebuie luată în considerare rularea-în cuplul piulițelor
De exemplu, în scenariul de conectare între tija pistonului unui amortizor și baza de montare (montura): pentru a reduce greutatea, diametrul exterior al tijei pistonului nu este de obicei proiectat să fie prea mare, iar dimensiunea efectivă a suprafeței de rulment este adesea de numai aproximativ 3 mm sau chiar mai mică în unele modele. Prin urmare, pe premisa îndeplinirii diferitelor cerințe de service, cuplul de strângere al piuliței de montare nu poate fi setat prea mare-altfel, cuplul excesiv poate cauza cu ușurință strivirea sau deformarea plastică permanentă a bazei de montare, ceea ce duce la atenuarea preîncărcării. Din perspectiva cerințelor de forță, aici nu este necesară o forță de strângere excesivă pentru a rezista la sarcini externe, astfel încât cuplul de strângere al piuliței din partea superioară a amortizorului este de obicei scăzut. Luând ca exemplu o piuliță cu o specificație de filet de M14×1,5, cuplul său de strângere este adesea de numai aproximativ 60 Nm. Cu toate acestea, cuplul maxim de rulare-standard al unei piulițe autoblocante M14×1,5-10-toate din metal- este de 31 Nm. Dacă cuplul real de rulare-este aproape de această valoare, atunci când este strâns la 60 Nm, forța efectivă de strângere poate scădea. Prin urmare, determinarea coeficientului de frecare al piuliței de auto{20}}blocare este crucială în astfel de scenarii de proiectare cu-cuplu redus și trebuie subliniat impactul cuplului de rodare.
