螺纹紧固件防松技术和试验方法研究

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1、独创性声明本人卢明所晕交的学位论文是本人在导师指导F进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，脒了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包吉其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得～盒蟹=塑!丛堂一或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我～同丁作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论空中作了明确的说明井表示谢意。学位论文作肴张各牺务签字日期M眸；月b口学位论文版权使用授权书本学位论立作者完全了解盒匿』：些盘堂有关保留、使用学位论文的捌定，有权保留井向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。允许论文被查阅和借阀。本人授权台熙』些盔坐可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进

2、行检索，可以采用影印、缩印威扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名秀好篆签字日期：’，u均：’月Ⅵ日导师签名象宴☆签字日期：“J年午月fo日学位论文作者毕业后去向：卑氐I亭币魁牛f，L作单付：埠散X导^‘迄蛄卑tp电话通讯地址：舶圣磊喙瘤龟琵铸喃掺哮邮编D}‘‘8i；。，。t3，-口6阜缸致谢本文是在导师朱家诚副教授和李安民研究员的悉心指导下完成的。束老师从作者的论文选题、理论分析、实验工作、试验机改造到论文写作都给予了极大的关心和悉心指导。李老师自本人参加工作以来的二十多年里一直是我的恩师，在整个论文撰写过程中又给予了热心帮助，在此表示由衷

3、的感谢。朱老师和李老师广博的学识、开阔的视野、丰富的实践经验、严谨的治学态度以及献身于祖国科研事业的敬业精神，都使作者受益匪浅，在此，作者表示深深的敬意和衷心的感谢!在作者学习期问，老师、同学和同事们给予了热情的帮助。在此，向所有给予关心和帮助的人表示衷心的感谢!晟后t作者还要特别感谢学校的老师和领导，是他们、给予作者极大地关心、支持和鼓励，使得作者能够如期完成学业。作者：李维荣2005年4月第一章概述螺纹是一种用于连接和传动的机械结构要素，历史相当悠久，因其具有加工方便，连接力大，结构紧凑，便于装拆，连接可靠等优点，成为应用最广泛的连接方式。螺纹紧固件是利用螺纹结构特点的典型系列产品，通过

4、标准化，实现大批量专业化集中生产，不仅能通用互换，而且在产品质量不断提高的基础上大大降低了成本，使之得到更广泛的应用。在今天，几乎找不到不使用螺纹紧固件的机器，生活中紧固件随处可见，习以为常。螺纹结构原理的实质是斜面机构，在预紧载荷作用下产生周向分力使连接具有松脱趋向，在连接副和支承面的摩擦作用下实现自锁而不松脱。然而，当连接副受到外界载荷的扰动对，原来的平衡可能被打破，出现轻微的滑动，在一次一次的扰动中，这种滑动越来越大，最终达到松脱的程度。由于螺纹紧固件品种规格繁多，在多为专业化集中生产，按紧固件商品质量交付(甚至由多个生产厂家供货)的条件下，为满足某一特定的使用工况下的使用要求存在实际

5、困难，有的相差甚远，还由于连接副承受载荷复杂多变，影响其防松性能的因素众多，而变化无常，这都给设计使用带来很大困难。在实际使用中，通常用一套或多套紧固件将两个或多个机器零部件连接和紧固在一起。在使用单套紧固件的条件下，紧固件～旦失效就会出现机器零部件解体，机器失去功能。在使用多套紧固件情况下，如有一套紧固件失效，预紧力将由N一1套紧固件承受，则可能殃及未失效的紧固件，增加整体失效风险，有时还会因此引起偏载，使连接承受更严峻的考验。在～些关键部位的螺栓连接～旦出现失效，将会带来不可估量的损失。受螺纹结构原理的限制，松脱是螺纹紧固件的主要失效形式之一，对此需要针对不同工况采取有效的防范措旌，各种

6、防松螺纹紧固件也就应运而生，如何评价螺纹紧固件防松措施和防松产品的防松性能便成为长期困扰着人们的重要课题。自二十多年前我国实行改革开放政策以来，紧固件制造业得到了长足的发展，不仅产品品种和产量大幅度提升，产品质量也不断提高，据中国机械通用零部件工业协会统计测算，2003年我国紧固件生产企业接近7000家，总量达到300万吨，占全世界产量的近百分之五十，居世界之酋，近些年的年增幅超过15％，紧固件进出口总额接近lO亿美元，可以说，我国已经成为紧圃件生产大国。同时我们也必须看到，由于国内紧固件制造业发展受到各种制约，如：发展阶段、资金投入、技术支持、市场环境等，还存在产品结构不够合理，低档、低附

7、加值产品比例较大，利润率过低，重复建设严重，国内扎堆竞争等问题，防松紧固件技术和产品更是起步晚，起点低，试验手段少，还有很长的路要走很多事要做。第二章螺纹紧固件的力学分析2．1螺纹的受力为便于分析，首先研究矩形螺纹的受力情况。将矩形螺纹沿平均直径如展开，得到斜角等于螺纹升角^的斜面，将螺母简化为承受轴向载荷Ff的滑块，设R是圆周推力，它的作用方向与如的圆周相切，与拧紧(或松退)连接副的力矩咒等效(见图la)。