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安裝螺紋緊固件的目的在于使連接牢固，牢固的前提是緊固件不松馳。要解決螺紋緊固件防松問(wèn)題，有必要通過(guò)測(cè)試螺紋緊固件得出其鎖緊性能曲線圖，系統(tǒng)地分析和深入研究螺紋緊固件的松馳現(xiàn)象及其規(guī)律。
一螺紋緊固件松弛指標(biāo)及其曲線衡量螺紋緊固件松馳的指標(biāo)螺紋緊固件的松馳現(xiàn)象是伴隨著螺紋緊固件的擰緊而發(fā)生的，由于緊固方法是擰緊，因而擰緊過(guò)程必然有松馳或松馳傾向。對(duì)實(shí)際安裝的螺紋緊固件擰得愈緊，其松馳的傾向愈強(qiáng)烈。擰緊與松馳是螺紋緊固件鎖緊系統(tǒng)在鎖緊過(guò)程中一個(gè)矛盾的兩個(gè)方面，衡量螺紋緊固件擰緊程度的軸向拉力可以用來(lái)衡量松馳程度。
安裝緊固件當(dāng)然希望緊固件能長(zhǎng)期保持良好的鎖緊狀態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緊固件鎖緊系統(tǒng)發(fā)生較少松馳，說(shuō)明該鎖緊系統(tǒng)鎖緊性能好，反之則差。因此，反映緊固件鎖緊系統(tǒng)松馳現(xiàn)象的另一個(gè)變量是時(shí)間。
任何在應(yīng)力狀態(tài)下的系統(tǒng)都有釋放應(yīng)力的傾向，螺紋緊固件鎖緊系統(tǒng)也不例外。緊固件的擰緊過(guò)程實(shí)際是對(duì)該系統(tǒng)施加應(yīng)力的過(guò)程，在施加擰緊力矩的外部作用停止后，緊固件鎖緊系統(tǒng)一直處在不停的松馳過(guò)程中。原機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)化所的“容克”
(unkers)振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)米用的是國(guó)際上通用的測(cè)試螺紋緊固件鎖緊性能的試驗(yàn)方法，它利用以上的原理，為突出表現(xiàn)螺紋緊固件的松馳特性，施加某種穩(wěn)定的外界作用，使之松馳特性明顯，以便于研究。
驗(yàn)機(jī)上對(duì)不同型式、規(guī)格的“螺栓一螺母”緊固件鎖緊系統(tǒng)進(jìn)行了鎖緊性能對(duì)比試驗(yàn)。
在振幅為0.50mm，頻率為30Hz的振動(dòng)環(huán)境下，測(cè)出幾乎所有螺栓一螺母的軸向拉力變化都遵循所示曲線。
螺紋緊固件鎖緊系統(tǒng)振動(dòng)松弛曲線中，“軸向拉力一振動(dòng)時(shí)間”曲線(簡(jiǎn)稱“”曲線)反映了在振動(dòng)條件下緊固件鎖緊系統(tǒng)的軸向拉力F隨振動(dòng)時(shí)間T的延長(zhǎng)而變小的現(xiàn)象，反映了鎖緊系統(tǒng)在振動(dòng)條件下的松馳情況。因此，圖示曲線就是螺紋鎖緊系統(tǒng)在振幅為0.5mm、頻率為30Hz條件下的振動(dòng)松馳曲線。
二松弛曲線與影響因素分析如所示，螺紋緊固件鎖緊系統(tǒng)的松馳曲線有2個(gè)明顯特征段。其一是迅速松馳段，即曲線的“I速釋放;其二是相對(duì)穩(wěn)定段，即曲線的”“部分，這段曲線表明，鎖緊系統(tǒng)在釋放部分軸向力后，其軸向拉力F有一個(gè)較長(zhǎng)的相對(duì)穩(wěn)定期。
在以上的測(cè)試中，操作者施加到緊固件上的擰緊力矩的平衡力矩可以分解成“螺栓一螺母”螺紋副之間的摩擦力產(chǎn)生的力矩Mf、螺母與被連接件支承面之間的摩擦力產(chǎn)生的力矩Mr和緊固件因扭轉(zhuǎn)彈性變形產(chǎn)生的力矩Me.即擰緊力矩：這三個(gè)力矩都與緊固件產(chǎn)生的軸向拉力F正相關(guān)，任何力矩的變化都將引起F的變化，反之亦然。在一定F的作用狀態(tài)下，Mf和Mr取決于螺紋接觸副和被連接件的表面狀態(tài)，Me則取決于鎖緊系統(tǒng)的剛度和扭轉(zhuǎn)變形量。在這三組影響因素中，螺紋接觸副和被連接件的表面狀態(tài)在不更換試件、不重新安裝擰緊時(shí)是相對(duì)穩(wěn)定的，只有鎖緊系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)彈性變形量在沖擊或振動(dòng)等外界條件下會(huì)迅速變小，使F變小，系統(tǒng)松馳。
同時(shí)，鎖緊系統(tǒng)在力矩的作用下也發(fā)生蠕變，也是使F變小的原因。
因此，鎖緊系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)彈性變形量的變小和鎖緊系統(tǒng)在外力作用下的蠕變是造成鎖緊系統(tǒng)在“I”段內(nèi)發(fā)生F迅速降低、在鎖緊后的初期劇烈松馳的主要原因。
三松弛曲線研究的實(shí)際意義緊固件松馳現(xiàn)象或松馳曲線的研究，與緊固件鎖緊研究一樣具有特殊的重要意義。
緊固件安裝完成后，在外界環(huán)境影響下將迅速發(fā)生彈性變形量變小和蠕變，使緊固件的軸向拉力減小，降低了緊固件的鎖緊效果。但扭轉(zhuǎn)彈性變形量的變小傾向和在外力作用下的蠕變是鎖緊系統(tǒng)的固有物理特性，只要條件具備，彈性變形量的變小和蠕變就會(huì)發(fā)生。螺紋鎖緊系統(tǒng)作為有條件的應(yīng)力平衡體系，有強(qiáng)烈的彈性變形量變小或恢復(fù)以及蠕變傾向，在振動(dòng)或其它環(huán)境條件影響下迅速松馳，也是必然的。這在日常生活中似乎沒(méi)什么關(guān)系，但對(duì)航空航天等國(guó)防高科技工業(yè)產(chǎn)品的影響則可能是致命的。試想，如果空間飛行器升空前，連接其陀螺平臺(tái)螺栓可能影響平臺(tái)基準(zhǔn)的彈性變形應(yīng)力和蠕變應(yīng)力沒(méi)有充分釋放，當(dāng)其升空后，在強(qiáng)烈的沖擊振動(dòng)或宇宙空間環(huán)境作用下，螺栓發(fā)生彈性變形恢復(fù)和蠕變，導(dǎo)致軸向拉力減小;由于連接螺栓的應(yīng)力釋放不可能同步進(jìn)行，不同連接螺栓的異步應(yīng)力變化又將對(duì)陀螺平臺(tái)的應(yīng)力分布和變形產(chǎn)生放大作用，則將會(huì)導(dǎo)致平臺(tái)基準(zhǔn)偏斜，影響空間飛行器使用壽命的嚴(yán)重后果。
同樣，緊固件鎖緊系統(tǒng)的松馳作用對(duì)運(yùn)載火箭等型號(hào)的重要連接部位也將產(chǎn)生不良影響。
選用和安裝緊固件，我們都希望其鎖緊性能良好，能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持良好的鎖緊狀態(tài)。“”段松馳曲線形象、準(zhǔn)確地反映了緊固件的鎖緊特性。通過(guò)試驗(yàn)，根據(jù)“”段松馳曲線的長(zhǎng)短，我們可以選擇鎖緊時(shí)間較長(zhǎng)、鎖緊性能較好的緊固件;還可以試驗(yàn)和選擇更好的緊固件材料及表面處理方法和安裝工藝。
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