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开槽法兰面螺母

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为了研究拧螺栓和拧螺母对轴向预紧力的影响, 基于被连接件材料为钢-钢、钢-铝连接结构, 将六角法兰面螺栓和六角法兰面螺母分别压钢状态进行拧紧试验, 并利用超声波预紧力测量仪监测拧紧实现的轴向预紧力, 结果表明拧螺栓较拧螺母实现的预紧力大。


经分析导致该现象主要原因为法兰面螺栓实际锥度比法兰面螺母锥度小, 即法兰面螺栓较法兰面螺母内外圈高度差小, 导致前者支承面摩擦内径更小, 同目标扭矩条件下扭矩系数小则转化的轴向预紧力更大。结合有限元分析, 验证实测样件法兰面不同锥度受载条件下的应力分布情况, 钢板最大应力集中位置为支承面摩擦内径, 与试验结果相吻合。


法兰面螺母螺栓联接形式是整车装配中应用最为广泛的可拆式联接之一。在实际装配过程中最常用的为扭矩控制法, 通过对螺栓或者螺母施加扭矩, 拧紧过程中需要克服螺纹摩擦扭矩及支承面摩擦扭矩, 最后转化为轴向预紧力。影响预紧力因素有很多, 如螺纹摩擦系数、支承面摩擦系数、被连接件材料及支承面摩擦直径等。


汽车底盘多处连接位置采用法兰面螺母螺栓配对连接形式, 实际装配拧紧过程是根据操作便利性进行拧紧, 这就造成拧紧螺栓和拧紧螺母产生的预紧力是否一致是个疑惑, 外界对拧紧两者对轴向预紧力的影响研究也较少。

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