拉压剪切组合载荷作用下输电塔顶防松螺栓的设计与研究

在架空输电线路中,输电塔塔顶螺栓在风载作用下容易发生松动,输电塔塔顶螺栓连接结构的主要受力形式为轴向拉压载荷及横向剪切载荷。针对这一现象,文中提出了一种使用铝合金双面凹凸垫圈和当量摩擦角大于螺纹升角的自锁双螺母的组合防松螺栓。对3种不同组合的防松螺栓即分别为使用不同平垫圈材料、不同垫圈形状和不同材料凹凸螺母的自锁双螺母的组合防松螺栓进行仿真研究,分析3种不同组合防松螺栓的防松性能,提出组合载荷作用下输电塔塔顶螺栓的防松性能规律,设计出最优组合防松螺栓,并应用到输电塔。结果表明:在10级风作用下,使用铝合金两面凹凸垫圈和当量摩擦角大于螺纹升角的自锁双螺母组合防松螺栓有着最佳的防松效果。

输电线路金具防松螺栓的研究与应用

螺栓、螺母是应用极为广泛的一类机械零件,能把各零部件连接成实现各种功能的机器设备。然而,当螺栓所在的设备受到各种运行工况的影响时,部分螺栓会发生松动,甚至脱落,从而引发设备故障甚至现场事故。电力系统输变电关键部位的螺栓发生松动时,造成的损失往往达到数十万甚至数千万元。为此,文章首先分析了目前输电线路金具的缺陷,然后从常用防松技术入手,设计了一种新型防松螺栓,并对其进行性能测试。得到的结论是新型螺栓防松效果好,抗破坏性强,实现了设计的目标。

防松螺栓的设计与分析

螺纹紧固件几乎在所有的机械装备中都有使用。在工业化时代高速发展的今天,螺纹紧固件的链接无处不在,螺纹紧固件联接的技术具有不可代替性。现实中紧固件螺纹连接大多存在松脱的现象,无自锁条件,当结构受到外界的冲击震动,特别是横向循环形式的动态载荷时,会使螺纹预紧力降低,造成连接松、脱、掉等失效连接问题,给人们的生活和生产造成安全隐患,使生命财产受到损失。可见,螺纹紧固件的防松设计是现实生产中必须面对的核心问题,文章对此展开了研究。

自锁式高温防松螺栓的设计开发

排气管、增压器、EGR等零件是发动机上工作条件最恶劣的零部件之一,工作过程中承受从常温到近千摄氏度的高温变化,同时还要满足振动与密封的要求,由于工作条件恶劣,容易出现松脱、断裂等故障,导致连接零件间的密封失效而漏气,影响发动机的性能,严重时可能导致发动机无法正常运转。为了解决上述故障,设计了一种具有机械自锁功能的高温螺栓组件,用于解决高温连接件的紧固问题,以减少发动机的故障,提升可靠性。

松螺栓连接的可靠性设计

从实例出发,论述了松螺栓连接的可靠性设计。

一种双向螺纹防松螺栓装置

介绍了双向螺纹防松螺栓装置的结构及应用,为机械工业中的实际使用提供了一种有效的方式。

组合式自锁防松螺栓

俄罗斯一家工厂生产了一种新型的组合式自锁防松螺栓。它由三部分组成：一个主体件，采用标准螺栓，在螺杆端部附近铣切一横槽并钻纵向孔：一个锁紧块，与横槽相配，用标准螺杆对剖，然后切断成片状并钻孔：一个小螺钉，采用标准机螺钉。将锁紧块放入槽内，小螺钉从螺杆端面的纵向孔插入，穿过锁紧块上的孔，并拧入槽壁的螺孔。

“防松世界”的潜力新星——固特牢防松螺栓

螺栓被广泛地应用在人们的生产生活和科研领域中。从小到手表、眼镜、照相机,大到火车、飞机、轮船、机械设备、人造卫星、航天飞机等,无处不有它的身影。在现代生活中,螺栓的使用,随着科技的发展进步,人们对其有了更加严格的要求。尤其是在特别场合,特殊工件中对螺栓的要求非常严格。作为紧固件,要求它不能松动。但是在特别的使用环境中,特别是在机械的频繁振动的情况下,螺栓极易松动。如不能及时发现检修,就会造成不可估量的重大损失或严重后果。

中国空间站松不脱螺栓锁紧隔振器频率漂移建模与试验

中国空间站(以下简称空间站)大量科学仪器设备需要松不脱螺栓锁紧。针对空间站主动隔振器研制过程中松不脱螺栓锁紧诱发的频率漂移问题,探索了空间站主动隔振器锁紧状态非线性连接动力学机理建模与试验验证。对基于松不脱螺栓的隔振器锁紧释放装置进行力学分析,并根据松不脱螺栓接触面应力的非线性分布建立基于Iwan模型的系统等效动力学模型,分析动力学响应的非线性特性。研制空间站主动隔振器样机进行正弦振动试验,验证所建立动力学模型的准确性和有效性,为空间站精密科学设备环境适应性设计提供参考。

基于光纤光栅螺栓松转角测量的螺栓联接状态监测方法

针对大型结构中螺栓联接件用量多、分布跨度大、松动难以监测的问题,提出一种基于光纤光栅传感的螺栓松动监测方法,利用光纤光栅传感器监测螺栓松动过程中松转角的变化,进而实现对螺栓联接状态的监测。设计了一种适用于分布式多螺栓的级联式FBG螺栓联接状态监测传感器装置,采用光纤接头实现分布式多螺栓联接。通过理论计算分析,得到波长偏移与松转角的理论关系,确定最佳角度测量区间,建立进行螺栓松转角监测的实验装置。结果表明,传感器在45°~65°范围内存在很好的线性关系和灵敏度,波长偏移与松转角的灵敏度为108.11 pm/°,最小能测量0.38°的螺栓松转角度变化。作为螺栓松动监测的新方法,所提方法对实现大型结构中螺栓联接件分布式监测具有重大意义。

防松螺栓

介绍了防松螺栓的结构、防松机理、试验情况，指出它较标准螺栓及其它防松方法具有不可比拟的优越性。

桥式起重机常用的螺栓防松方法

桥式起重机是一种应用广泛的物料搬运设备,螺栓连接是起重机械最常用的连接方式之一,但螺栓连接在设备运行过程中容易出现松动,因此螺栓防松一直是一个难题。针对桥式起重机的螺栓防松问题,从常用的螺栓防松方法入手,结合起重机各部件工作环境进行了简要分析,针对具体的部位和工作环境提出了有效的螺栓防松方法,并经过试验,取得良好的效果。

轿车轮胎自动拆卸机螺栓旋松装置的结构设计

文章提出了一种轮胎自动拆卸机的轮胎螺栓旋松装置,该装置包括可换扳手、固定板和驱动机构。驱动机构装设在固定板上,其输出端与可更换的扳手连接,驱动机构包括输出轴、输入轴、万向连接杆和伸缩杆。伸缩杆伸缩,在连接杆的作用下会带动输出轴在条形滑槽内滑动,从而使若干扳手分散或是聚拢,来拆卸或安装轮胎上不同间距的螺栓。该结构加工方便,成本低。

高温环境复合材料螺栓连接振动的防松试验

具有耐高温、轻质、高强等特点的复合材料及其连接结构可满足航空航天领域的迫切需求,已广泛应用于工程中。为比较高温振动环境下不同复合材料螺栓连接形式的防松效果,进行了常/高温条件复合材料搭接板的随机振动试验研究。以搭接结构固有频率为评判量,通过对比试件承受振动载荷作用前后的固有频率变化,研究了常/高温环境下高温胶、双螺母防松形式,以及沉头螺栓张角等因素在给定随机振动载荷下对搭接结构连接刚度的影响。研究结果表明:常温随机振动条件下双螺母防松、60°沉头螺栓的防松性能更好;高温环境下,高温胶防松、30°沉头螺栓连接形式性能较优。

机理与数据融合的螺栓连接松脱预测

针对螺栓松脱状态下夹紧力变化难以精确预测的问题,提出一种机理引导数据的螺栓连接松脱特性预测方法。首先结合螺栓受载时的力学状态建立松脱过程机理模型,通过参数试验法对机理模型中各特征进行敏感度分析,提出松脱敏感度评价指标以获取松脱过程的关键特征;进一步考虑螺栓松脱的非线性特征及不确定性规律,提出一种基于高斯过程回归的螺栓松脱特性预测模型,并对该模型进行了验证。结果表明:与传统回归模型相比,该模型不但可获取预紧力平均值的变化情况,而且可同步描述概率意义上的预紧力变化置信区间,为螺栓松脱特性准确预测提供了保证;螺栓松脱试验及预测数据具有良好的一致性,证明了该模型的合理性。

高速动车组转向架螺栓防松技术研究

研究阐明了高速动车组转向架组装过程中防止螺栓松动的必要性,从设计方案、安装工艺和防松措施等方面,介绍了动车组转向架防松技术的运用。

考虑螺栓松脱特性的航空发动机转子动力学研究

为了研究螺栓松脱对航空发动机转子动力学特性的影响,本文以航空发动机模拟转子为研究对象,建立了具有螺栓松动特性的有限元模型,利用螺栓松脱-横向裂纹等效法分析了螺栓连接结合面的开闭变化规律以及螺栓松脱单元的时变刚度特性,采用谐波平衡法求解了系统的运动方程,通过时域、频域和三维频谱图对比分析了有无螺栓松脱两种工况下系统的振动响应。研究表明,当存在螺栓松脱时,结合面的开闭区域与旋转角度有关,具体变化过程为完全闭合到完全张开再到完全闭合;当螺栓松脱数量较大时,主刚度随分界线位置的变化幅度较大,且会产生轴向-剪切、轴向-扭转、弯曲-扭转等耦合刚度;系统在一阶临界转速以及1/2,1/3,1/4临界转速附近出现峰值,在三维频谱图中除了基频成分还出现了二倍频成分2×、三倍频成分3×和四倍频4×成分。研究结果为航空发动机转子螺栓松脱的故障诊断提供了理论依据。