I dadi auto-bloccanti, noti anche come dadi autobloccanti, comprendono principalmente tre tipi: dadi autobloccanti-tutti in metallo-, dadi autobloccanti-con inserto non metallico e dadi autobloccanti-con clip in metallo. I dadi autobloccanti interamente in metallo-- possono essere ulteriormente suddivisi in due sottotipi: uno è il tipo con faccia terminale rivettata a tre-punti, che forma caratteristiche di bloccaggio influenzando leggermente il passo della filettatura; l'altro è il tipo di deformazione dell'estrusione del lato opposto, che trasforma la filettatura finale da una forma circolare a una forma ellittica per ottenere la funzione di bloccaggio. L'impatto del coefficiente di attrito sul precarico finale è stato ampiamente riconosciuto e apprezzato, ma molte persone hanno ancora dubbi su come progettare la coppia di serraggio per i dadi autobloccanti. Oggi, l'editore di Jiangsu Jinrui discuterà con voi di questo problema.
1. Descrizione della coppia per dadi autobloccanti- nella norma VDI 2230
La norma VDI 2230 stabilisce chiaramente la coppia di serraggio per i dadi autobloccanti: quando si determina o si calcola la coppia di serraggio per tali componenti, oltre alla coppia di serraggio della filettatura convenzionale (MG) e alla coppia di serraggio della superficie del cuscinetto (MK), è necessario considerare anche la coppia di serraggio della filettatura-(MU, esclusivo per i dadi autobloccanti) e la coppia di resistenza aggiuntiva della superficie del cuscinetto (MKzu, come nello scenario di serraggio dei dadi dentati bulloni/dadi).
Tuttavia, lo standard aggiunge che per gli assemblaggi di elementi di fissaggio con-precarico elevato, la filettatura che gira-in coppia (MU) può essere trascurata. Ciò significa che quando il bullone viene serrato a uno stato di precarico elevato-, non è necessario includere MU nella coppia totale. Tuttavia, la norma non chiarisce ulteriormente cosa costituisce "precarico elevato" o come definirlo e misurarlo.
2. Coefficiente di attrito misurato dei dadi di bloccaggio
Prendendo i dadi autobloccanti con inserto in nylon-come oggetto di prova, i problemi rilevanti vengono spiegati solo attraverso le operazioni di serraggio dei dadi. Le loro curve di coppia-angolo e forza assiale-angolo mostrano che i dadi di bloccaggio hanno un'evidente fase di rodaggio-di coppia: quando il bullone viene avvitato nel dado fino a toccare la parte di bloccaggio, viene generata una specifica coppia di rodaggio-(ovvero, coppia anti-allentamento); dopo che la filettatura del bullone supera completamente la parte di bloccaggio, la coppia di rodaggio-entra in una fase stabile e non continua più a salire; quando il dado è completamente fissato al componente collegato, la coppia aumenta proporzionalmente all'angolo di rotazione.
Nella fase di rotazione-della coppia, la forza assiale del bullone è sostanzialmente zero e la curva è più o meno una linea retta orizzontale-il che significa che la coppia di serraggio visualizzata in questo momento non è stata convertita in precarico effettivo. Dalle curve del coefficiente di attrito della filettatura-angolo e del coefficiente di attrito totale-angolo, si può vedere che il coefficiente di attrito cambia con l'angolo di serraggio: dopo che il dado è fissato al componente collegato, il coefficiente di attrito della filettatura e il coefficiente di attrito totale diminuiscono all'aumentare della forza assiale (o dell'angolo di rotazione). Ciò indica che quando la coppia di serraggio del dado di bloccaggio è bassa, non può essere impostata o calcolata secondo la relazione convenzionale di forza assiale coppia-; è invece necessario utilizzare il coefficiente di attrito effettivo o considerare la coppia di rodaggio-coerente con le effettive condizioni di lavoro.
Il coefficiente di attrito della superficie di appoggio dei dadi di bloccaggio cambia leggermente: dopo che il dado è stato fissato al componente collegato, il coefficiente di attrito della superficie di appoggio è sostanzialmente coerente con quello dei dadi di bloccaggio ordinari non- e non vi è alcuna fluttuazione significativa con l'aumento del precarico (forza assiale del bullone).
Se il dado di bloccaggio è sviluppato in base al coefficiente di attrito impostato, può essere serrato secondo la coppia di serraggio convenzionale durante il normale funzionamento e non è necessario considerare ulteriormente la coppia di rodaggio-. Questo perché il test del coefficiente di attrito dei dadi di bloccaggio viene eseguito in una condizione di carico di prova del 75% e il coefficiente di attrito effettivo può soddisfare i requisiti di sviluppo se serrato secondo la coppia di serraggio convenzionale. I risultati dei test mostrano che quando il controdado viene serrato a 1600 gradi, il coefficiente di attrito della filettatura è sostanzialmente stabile-in questo momento, raggiunge circa il 50% del precarico finale e il coefficiente di attrito della filettatura è sostanzialmente coerente con il coefficiente di attrito finale, mantenendo uno stato stabile.
Sulla base di ciò, si può chiarire che se il precarico progettato del dado autobloccante-raggiunge il 40% o più del carico di prova del bullone, non è sostanzialmente necessario considerare la coppia di rodaggio-; il "precarico elevato" menzionato nella norma VDI 2230 dovrebbe essere almeno il 40% del carico di prova. Se la coppia progettata è troppo bassa, è necessario includere la-coppia di rodaggio del dado auto-bloccante.
Inoltre, va notato che per gli elementi di fissaggio con denti sulla testa del bullone o sulla superficie di appoggio del dado, lo standard VDI 2230 non specifica gli scenari in cui la coppia aggiuntiva può essere trascurata-il che significa che tali elementi di fissaggio dentati devono considerare la coppia aggiuntiva sotto la testa/superficie del cuscinetto in tutti i casi. Questo perché quando gli elementi di fissaggio dentati vengono serrati, il loro coefficiente di attrito (o coefficiente di attrito equivalente) aumenta gradualmente; soprattutto in condizioni di precarico elevato, il coefficiente di attrito equivalente aumenta in modo significativo, il che equivale alla superficie di appoggio testa del bullone/dado che esercita un effetto di estrusione e rigatura sulla superficie del componente collegato.
3. Scenari in cui è necessario considerare la-coppia di rodaggio dei dadi di bloccaggio
Ad esempio, nello scenario di collegamento tra lo stelo del pistone di un ammortizzatore e la base di montaggio (supporto): per ridurre il peso, il diametro esterno dello stelo del pistone di solito non è progettato per essere troppo grande e la dimensione effettiva della superficie di appoggio è spesso solo di circa 3 mm, o anche più piccola in alcuni progetti. Pertanto, a condizione di soddisfare vari requisiti di servizio, la coppia di serraggio del dado di montaggio non può essere impostata su un valore troppo elevato-altrimenti, una coppia eccessiva può facilmente causare schiacciamento o deformazione plastica permanente della base di montaggio, con conseguente attenuazione del precarico. Dal punto di vista dei requisiti di forza, qui non è necessaria una forza di serraggio eccessiva per resistere ai carichi esterni, quindi la coppia di serraggio del dado sulla parte superiore dell'ammortizzatore è solitamente bassa. Prendendo come esempio un dado con una specifica di filettatura M14×1,5, la sua coppia di serraggio è spesso solo di circa 60 Nm. Tuttavia, lo standard massimo di coppia-di un dado autobloccante M14×1,5-10 interamente in metallo--è 31 Nm. Se la coppia di rodaggio effettiva-è vicina a questo valore, quando serrata a 60 Nm, la forza di serraggio effettiva potrebbe diminuire. Pertanto, determinare il coefficiente di attrito del dado autobloccante è fondamentale in scenari di progettazione con coppia così bassa e l'impatto della coppia di rodaggio deve essere enfatizzato.
