轴向振动工况下切槽式螺母的防松性能研究

孙光阳，何岩，朱喆，胡华民，刘建华*,

轴向振动工况下切槽式螺母的防松性能研究

孙光阳1，何岩1，朱喆1，胡华民2，刘建华*,2

（1.长春中车轨道车辆有限公司，吉林 长春 130062；2.西南交通大学 摩擦学研究所，四川 成都 610031）

针对全扭矩工况（螺栓预紧力矩均为设计值）、欠扭矩工况（螺栓预紧力矩均为设计值的20%）和部分欠扭矩工况（其中一组对角螺栓预紧力矩为设计值，另一组对角螺栓预紧力矩为设计值的20%），系统开展了轴向振动载荷作用下切槽式螺母的防松性能研究；全扭矩工况下研究了切槽处裂纹对切槽式螺母防松性能的影响，利用体式显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）等微观分析设备分析裂纹的扩展情况。结果表明：在三种预紧工况下，全扭矩时螺母具有良好的防松性能，但在欠扭矩和部分欠扭矩工况下螺母的防松性能降低，且后者更为严重；螺栓的松动过程可分为两个阶段：第一阶段是螺栓轴向力快速下降，原因是材料发生塑性变形和螺纹接触面应力重新分布；第二阶段是螺栓残余预紧力缓慢下降，原因是螺纹接触面发生微动磨损。此外，切槽处裂纹会降低螺母防松性能，通过微观分析表明裂纹试验后出现明显扩展。

切槽式螺母；轴向振动；松动行为；裂纹扩展

振动环境下螺栓轴向力不可避免地出现降低的现象，从而导致连接失效。主要的两种失效方式为螺栓断裂和结构松动。作为重要的连接部件，螺栓连接一旦失效，极有可能引起结构解体等重大安全事故[1-2]。……