潤滑在緊固件的連接中是一種常用技術,本文簡要介紹潤滑在緊固件連接中的作用和常用潤滑材料。
(一) 潤滑在緊固件連接中的作用
在普通機械產品中,潤滑常常用來減少摩擦、提高機械效率。對于緊固件連接,特別是航天緊固件的螺紋連接,潤滑能顯著改善其工作性能,保證航天產品結構連接的質量和可靠性。潤滑在緊固件連接中的作用主要包括以下幾個方面。
(1)降低摩擦系數,充分發(fā)揮螺紋連接的承載能力
螺紋緊固件的擰緊程度會影響螺紋連接的承載能力,預緊力過大會降低對外載荷的承受力,預緊力過小會導致螺紋連接松動、開縫、密封件的泄漏。因此,人們針對不同的工作狀態(tài)進行了很多研究,尋求合理的預緊力。
用力矩扳手來控制緊固件的預緊力是國內外普遍采用的方法,即所謂“力矩法”。在一般情況下,克服螺母(或螺栓頭下)支承面的摩擦以及螺紋間的摩擦所需要的力矩,要占總擰緊力矩的90%左右。所以摩擦系數對扭拉關系影響甚大,最高可使預緊力的誤差達到±35%。為了避免螺栓在裝配時出現因預緊力過大而造成的破壞,只好將期望的預緊力降低到較低的水平。有些企業(yè)所施加的預緊力僅達螺栓屈服載荷的30%~40%,這樣的預緊力雖然可以避免螺紋連接在裝配時的破壞,但大大降低了螺紋連接的承載和防松能力。
潤滑能顯著地較少摩擦系數,改善螺紋及支承面的摩擦狀況,提高扭—拉關系曲線的一致性,減小曲線的分散度。對經過潤滑的螺紋緊固件鏈接,可以施加較大的擰緊力矩來獲得合理的預緊力,從而有效地提高螺紋緊固件連接的承載能力和工作性能。
(2)有利于防止螺紋“咬死”
某些材料的螺紋緊固件(例如鈦合金螺栓/鈦合金螺母)和一些在高溫環(huán)境下使用的螺紋緊固件,擰緊后會發(fā)生粘連和“咬死”,無法用正常方法進行拆卸,給裝配與維修造成很大的困難。涂潤滑膜層或者采取其他潤滑措施,可以明顯地改善螺紋副的配合狀況,有效地防止螺紋連接的粘連和“咬死”。
(3)穩(wěn)定自鎖螺母的自鎖性能
自鎖螺母,特別是全金屬自鎖螺母,在擰入螺栓時外螺紋與螺母鎖緊部位發(fā)生嚴重的干涉。螺紋表面的干摩擦,使得螺栓的擰入、擰出時的力矩極不穩(wěn)定,難以控制自鎖螺母的鎖緊性能。潤滑后的自鎖螺母,擰入自鎖力矩變小而穩(wěn)定,多次擰出的擰動力矩增大而穩(wěn)定,顯著地提高了自鎖螺母的鎖緊性能。所以國內外航空航天用的全金屬自鎖螺母,無一例外地要求進行潤滑處理。
(4)鉚釘脫膜需要潤滑
一些航空航天特有的鉚釘,如環(huán)槽鉚釘和抽芯鉚釘,需要由釘套(或其他零件)在鉚接過程中變形而形成鉚成頭。這些零件在成形過程中往往需要一個成形的模或者類似零件,迫使釘套(或其他零件)變形。潤滑釘套能夠大大減小成形模與釘套之間的摩擦系數,成形模可以比較均勻地將成形力傳遞到釘套上,使釘套材料均勻變形、均勻地向釘桿的鎖緊槽流動,并使釘套的材料充滿鎖緊槽,從而保證鉚接質量,使環(huán)槽鉚釘的拉脫力和夾緊力達到標準規(guī)定的要求。所以,潤滑對于環(huán)槽鉚釘、抽芯鉚釘的鉚接是必不可少的。
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