基于棘式螺母棘式墊圈防松技術(shù)的研究.pdf

1、為方便機(jī)器的加工制造、熱處理、維修、運(yùn)輸以及綜合降低經(jīng)濟(jì)成本等，工程中普遍采用各種形式的連接。螺紋連接是連接技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的一種形式，但在實(shí)際工作中由于載荷的多變性，使得螺紋間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成螺紋連接松動(dòng)與連接失效，為此技術(shù)人員作了許多努力，采取了諸如摩擦防松、機(jī)械防松、永久性防松等防松措施，目前這些防松措施還不能夠同時(shí)具備實(shí)現(xiàn)連接、結(jié)構(gòu)緊湊、牢固防松、動(dòng)平衡效果好和可拆性的要求，因此在一些特殊場(chǎng)合下還存在著安全隱患，在應(yīng)用中出現(xiàn)

2、了許多不良現(xiàn)象和嚴(yán)重的后果，為此螺紋連接防松技術(shù)備受工程設(shè)計(jì)人員關(guān)注。
　　在螺紋連接領(lǐng)域里，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)螺紋松動(dòng)機(jī)理做了廣泛深入的研究，得到許多相關(guān)的學(xué)術(shù)成果并設(shè)計(jì)出很多新型螺紋防松裝置與手段。研究人員分別探討了螺紋連接在受到線性載荷、非線性載荷作用下，采用波能耗散理論、動(dòng)力學(xué)理論、FEM、實(shí)驗(yàn)等方法，并充分考慮了螺紋制造誤差，裝配誤差等因素對(duì)螺紋連接、螺紋松動(dòng)的影響，建立了螺紋松動(dòng)理論。但是目前有效的防松方式與防松種類還是太少

3、，不能夠滿足實(shí)際工程的不同需求。
　　針對(duì)現(xiàn)有研究成果現(xiàn)狀，特別是工程中實(shí)際應(yīng)用的需要:目前在很多場(chǎng)合下，螺紋連接防松技術(shù)尚不能夠同時(shí)具備連接、牢固防松、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)平衡效果好和可拆性要求。本文提出一種包括棘式螺母、棘式墊圈、螺栓、雙頭螺柱、螺釘以及被連接件的新型螺紋連接防松裝置。其理論依據(jù)就是將棘輪傳動(dòng)以及圓錐齒輪冠輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)組合成一體，將螺母和墊圈接觸間做出棘齒構(gòu)成一種新的棘齒嚙合，棘齒棘爪的正向斜面傾斜角小，兩構(gòu)件可以相對(duì)運(yùn)

4、動(dòng)實(shí)現(xiàn)連接，棘齒棘爪的反向斜面傾斜角大，兩構(gòu)件不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)牢固自鎖防松。為了可拆性要求，螺紋連接的棘式墊圈設(shè)計(jì)有邊翼，使其與被連接件周向相對(duì)固定，拆卸時(shí)通過(guò)機(jī)械翹起墊圈的邊翼，解除墊圈與被連接件的周向固定實(shí)現(xiàn)可拆性。
　　本文采用運(yùn)動(dòng)學(xué)摩擦學(xué)理論、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究該防松裝置中棘式螺母、棘式墊圈等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。按照螺紋連接的極限載荷計(jì)入最大扭矩和擠壓應(yīng)力的影響，建立墊圈棘式邊翼的力學(xué)模型，采用數(shù)值計(jì)算方法和最優(yōu)化技術(shù)分