Kết nối của ốc vít ren được sử dụng rộng rãi và vấn đề khiến chúng ta đau đầu là sự lỏng lẻo của ốc vít ren trong quá trình sử dụng. Để giải quyết vấn đề này, các nhà phát minh đã thiết kế các phương pháp để ngăn chặn sự lỏng lẻo của ốc vít, và có nhiều cơ chế dẫn đến sự lỏng lẻo của ốc vít. Gần đây, các parts.com tiêu chuẩn đã tìm hiểu về các cơ chế lỏng lẻo quay và không quay của ốc vít. Sau đây là những kiến thức liên quan mà chúng tôi chia sẻ với bạn, hy vọng sẽ giúp bạn.
Độ lỏng lẻo quay và không quay
Trong phần lớn các ứng dụng, ốc vít ren phải được thắt chặt để thực hiện tải trước trong khớp. Sự lỏng lẻo có thể được định nghĩa là mất tải trước sau khi thắt chặt. Điều này có thể xảy ra theo cả hai cách. Tính lỏng lẻo quay, thường được gọi là tự nới lỏng, đề cập đến sự quay tương đối của ốc vít dưới tải bên ngoài. Độ lỏng lẻo không quay có nghĩa là không có vòng quay tương đối giữa sợi bên trong và sợi bên ngoài, nhưng mất tải trước sẽ xảy ra.
Độ lỏng lẻo của ốc vít do độ lỏng lẻo không quay
Sau khi lắp ráp, bản thân ốc vít hoặc biến dạng khớp có thể dẫn đến nới lỏng không quay. Đây có thể là kết quả của sự sụp đổ nhựa của các giao diện này. Khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau, sự asperity trên mỗi bề mặt chịu tải áp lực trên bề mặt hỗ trợ. Bởi vì khu vực tiếp xúc thực tế của các vết sưng có thể ít hơn nhiều so với khu vực vĩ mô, ngay cả dưới tải trọng trung bình, ứng suất của các vết sưng do độ nhám bề mặt sẽ lớn hơn cường độ năng suất của vật liệu và những vết sưng này sẽ chịu áp lực cục bộ rất cao, dẫn đến biến dạng nhựa.
Điều này có thể gây ra sự sụp đổ một phần của bề mặt sau khi hoạt động thắt chặt. Loại sụp đổ này thường được gọi là nhúng. Lượng lực kẹp bị mất do nhúng phụ thuộc vào độ cứng của bu lông và các bộ phận được kết nối, số lượng giao diện trong khớp, độ nhám bề mặt và ứng suất tiếp xúc được áp dụng. Ở điều kiện căng thẳng bề mặt vừa phải, sự sụp đổ ban đầu thường dẫn đến mất khoảng 1% đến 5% lực kẹp, một nửa trong số đó bị mất trong vài giây đầu tiên sau khi khớp được thắt chặt. Khi khớp được tải động bởi lực được áp dụng, khớp sẽ được giảm thêm do thay đổi áp suất trên giao diện khớp.
Nới lỏng do mất chèn có vấn đề ở các khớp bao gồm một số bề mặt khớp mỏng và chiều dài kẹp bu lông nhỏ. Nếu ứng suất chịu lực bề mặt vẫn nằm dưới cường độ năng suất nén của vật liệu khớp, tổn thất nhúng có thể được tính toán và bù đắp bằng thiết kế khớp.
Junker fastener tự nới lỏng lý thuyết
Gerhard Junker đã xuất bản một bài báo kỹ thuật (SAE paper 6900551969, một tiêu chuẩn mới để tự nới lỏng ốc vít dưới rung) vào năm 1969. Kết quả của công việc thử nghiệm của ông được đưa ra để hỗ trợ lý thuyết của ông về nguyên nhân tự nới lỏng ốc vít ren. Khám phá quan trọng của ông là một khi có chuyển động tương đối giữa các sợi tham gia và giữa bề mặt chịu lực của ốc vít và vật liệu kẹp, dây buộc trước sẽ trở nên lỏng lẻo do quay. Junker phát hiện ra rằng tải động bên tạo ra các điều kiện tự nới lỏng nghiêm trọng hơn tải động trục. Lý do là chuyển động xuyên tâm dưới tải trục rõ ràng nhỏ hơn so với dưới tải ngang.
Nghiên cứu của Junker cho thấy hiện tượng tự nới lỏng xảy ra khi ốc vít được thắt chặt trước di chuyển giữa sợi phù hợp và bề mặt hỗ trợ của ốc vít. Khi lực ngang tác động lên khớp lớn hơn lực ma sát được tạo ra bởi bu lông thắt chặt trước, chuyển động tương đối sẽ xảy ra. Đối với sự dịch chuyển bên nhỏ, chuyển động tương đối có thể xảy ra giữa phía sợi và bề mặt tiếp xúc của khu vực hỗ trợ. Một khi khoảng cách ren được khắc phục, bu lông sẽ phải chịu lực uốn. Nếu trượt bên tiếp tục, bề mặt chịu lực của đầu bu lông cũng sẽ trượt. Một khi điều này xảy ra, sợi chỉ và đầu bu lông sẽ chỉ có một hệ số ma sát nhỏ, hoặc thậm chí tạm thời mất ma sát. Do lực thắt chặt trước tác động lên góc xoắn ốc của sợi, mô-men xoắn quay được tạo ra trên sợi, do đó, sẽ tạo ra vòng quay có liên quan giữa đai ốc và bu lông.
Dưới chuyển động bên lặp đi lặp lại, cơ chế hoàn toàn có thể nới lỏng ốc vít. Để nghiên cứu nguyên nhân nới lỏng, Juncker đã phát triển một máy thử nghiệm, cái gọi là "máy Juncker", sẽ định lượng hiệu quả của việc nới lỏng sức đề kháng của thiết kế ốc vít.
Vòng bi lăn được sử dụng để loại bỏ tác động của ma sát giữa các tấm di chuyển và cố định. Cảm biến áp suất cho phép theo dõi liên tục tải bu lông khi chuyển động bên được áp dụng từ tấm di chuyển được kẹp bởi đai ốc. Đây là một lợi thế lớn so với tiêu chuẩn kiểm tra tác động, vì tổn thất tải trước có thể được đo trong quá trình thử nghiệm và mối quan hệ giữa tải trước và chu kỳ có thể được vẽ. Ý tưởng đằng sau máy Junker là sự dịch chuyển bên được tạo ra bởi cam sẽ khiến khớp xoay (trượt), điều này sẽ tạo ra hiệu ứng tự nới lỏng sau khi vượt qua ma sát của ốc vít.
