振动条件下楔形垫圈的防松性能研究

螺纹松动是影响机械产品可靠性和安全性的重要因素之一,楔形垫圈是一种特殊结构的防松产品,越来越得到工业界的重视,但是其防松机理没有完全得到揭示。采用有限元仿真与试验分析相结合方法,评估了振动条件下楔形垫圈的防松性能,从正负反馈调节的角度分析了楔形垫圈的防松机理,并系统研究了楔形角、垫圈外径、摩擦因数和材料特性对楔形垫圈防松性能的影响规律。研究结果表明:楔形垫圈在振动条件下具有良好的防松性能,这主要因为楔形垫圈的使用导致螺纹松动时预紧力增加,螺纹面滑移面积减少、松动减弱,这是一个负反馈调节的过程,最终导致螺纹松动停止、预紧力不变;同时楔形角、垫圈外径和材料刚度越大,楔形垫圈的防松性能越好;另外上下放射状齿形表面的摩擦因数也是影响楔形垫圈防松性能的重要因素,为了保证楔形垫圈的防松性能,上下放射状齿形表面的摩擦因数要比上下垫圈摩擦因数大0.06以上。最后进行了横向振动试验,验证了仿真结果的可靠性。