緊固力矩與夾緊力對(duì)不銹鋼緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)的影響

戚 欣，張宏武

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緊固力矩與夾緊力對(duì)不銹鋼緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)的影響

戚 欣，張宏武

通過(guò)分析對(duì)比各種緊固件防松方式在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)條件下的表現(xiàn)，探討緊固力矩與軸向夾緊力在電氣化鐵路接觸網(wǎng)零件用不銹鋼緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)中的影響。

不銹鋼緊固件；緊固力矩；夾緊力；橫向振動(dòng)試驗(yàn)

0 引言

國(guó)內(nèi)電氣化鐵路接觸網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電氣化鐵路接觸網(wǎng)零部件技術(shù)條件》（TB/T2073-2010）5.7.5條規(guī)定“緊固件在螺栓、螺母、螺紋連接或其他型式連接時(shí)應(yīng)有防松措施”，“在不同防松方式規(guī)定的緊固力矩及潤(rùn)滑的條件下”，“緊固1次及5次拆裝后”進(jìn)行試驗(yàn)。

本文以M12不銹鋼螺栓副為例，分析對(duì)比各種防松方式緊固件在鐵標(biāo)規(guī)定試驗(yàn)條件下緊固力矩與軸向夾緊力的表現(xiàn)，探討緊固力矩與軸向夾緊力在接觸網(wǎng)零件用不銹鋼防松緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)中的影響。

1 不同防松方式緊固件緊固力矩與軸向夾緊力

《電氣化鐵路接觸網(wǎng)零部件技術(shù)條件》（TB/T 2073-2010）中，不銹鋼螺栓的推薦緊固力矩為 44 N·m，在該緊固力矩條件下不同防松方式的緊固件軸向夾緊力如下：

（1）對(duì)8組常規(guī)M12不銹鋼螺母（配彈墊、平墊）施加44 N·m緊固力矩，反復(fù)拆裝5次，軸向夾緊力數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，其正態(tài)分布見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出，對(duì)常規(guī)M12不銹鋼螺母（配彈墊、平墊）施加44 N·m緊固力矩時(shí)，測(cè)得軸向夾緊力波動(dòng)較大，主要集中在8.272～9.643 kN范圍內(nèi)，其平均值為8.86 kN。

（2）對(duì)不同防松方式的不銹鋼緊固件施加 44 N·m緊固力矩，軸向夾緊力對(duì)比見(jiàn)圖2。

表1 常規(guī)M12不銹鋼螺母拆裝5次軸向夾緊力測(cè)試數(shù)據(jù)

圖1 常規(guī)M12不銹鋼螺母軸向夾緊力正態(tài)分布

圖2 不同防松方式緊固件軸向夾緊力對(duì)比

（3）對(duì)不同防松方式的不銹鋼緊固件施加8.86 kN的軸向夾緊力，緊固力矩對(duì)比見(jiàn)圖3。

圖3 不同防松方式緊固件緊固力矩對(duì)比

2 軸向夾緊力對(duì)緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)的影響

以M12雙碟鎖緊墊圈為例，同批次緊固件在相同試驗(yàn)條件下，不同軸向夾緊力下的橫向振動(dòng)曲線如圖4所示?？梢钥闯?，隨著不斷提高初始軸向夾緊力，緊固件的軸向衰減幅度不斷降低。

圖4 雙碟鎖緊墊圈在不同軸向夾緊力下橫向振動(dòng)曲線

軸向夾緊力提高到一定程度時(shí)，橫向振動(dòng)曲線試驗(yàn)結(jié)果也趨于穩(wěn)定，但當(dāng)緊固力矩達(dá)到《緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱》（GB/T3098.6- 2014）表4規(guī)定的奧氏體鋼最小破壞扭矩110 N·m時(shí)（此時(shí)軸向夾緊力為24.85 kN），在振動(dòng)試驗(yàn)后期，曲線出現(xiàn)了不同程度的不規(guī)則下降。試驗(yàn)結(jié)束后試驗(yàn)用不銹鋼螺栓出現(xiàn)明顯損傷。

3 緊固及拆裝對(duì)不同防松方式緊固件的影響

從表1可以看出，對(duì)常規(guī)M12不銹鋼螺母（配彈墊、平墊）施加44 N·m緊固力矩時(shí)，第1次緊固時(shí)的軸向夾緊力相對(duì)較高，經(jīng)5次反復(fù)拆裝后，軸向夾緊力總體趨于穩(wěn)定。對(duì)其他防松方式的不銹鋼緊固件施加44 N·m緊固力矩，反復(fù)拆裝5次后情況大致相同。但對(duì)雙疊鎖緊墊圈進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，軸向夾緊力隨著緊固次數(shù)的增加呈下降趨勢(shì)，見(jiàn)圖5，個(gè)別防松方式緊固件反復(fù)拆裝5次時(shí)出現(xiàn)咬死等現(xiàn)象。

圖5 夾緊力趨勢(shì)圖

4 結(jié)論與探討

由于諸多因素的影響，對(duì)同批次不銹鋼緊固件施加相同緊固力矩時(shí)得到的軸向夾緊力波動(dòng)較大，對(duì)不同防松方式的不銹鋼防松緊固件施加相同緊固力矩時(shí)得到的軸向夾緊力也不同，而在不同的軸向力-緊固力矩作用下，緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果差異較為明顯。因此，隨著不同防松方式的不銹鋼防松緊固件投入使用，在選用試驗(yàn)緊固力矩時(shí)應(yīng)更加謹(jǐn)慎，避免因試驗(yàn)參數(shù)選取不當(dāng)對(duì)最終試驗(yàn)結(jié)果造成影響。

（本文所列舉的試驗(yàn)數(shù)據(jù)僅代表所選用批次不銹鋼緊固件緊固力矩與軸向夾緊力對(duì)橫向振動(dòng)試驗(yàn)最終結(jié)果的影響，不代表其他批次產(chǎn)品。）

[1] TB/T2073-2010 電氣化鐵路接觸網(wǎng)零部件技術(shù)條件[S]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

[2] GB/T3098.6-2014 緊固件機(jī)械性能不銹鋼螺栓、螺釘和螺柱[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[3] 許建國(guó)，李忠齊，張志剛. 高速接觸網(wǎng)緊固件防松措施差異性技術(shù)研究[J]. 電氣化鐵道，2017，28（6）：25-29.

On the basis of analyzing and comparison of anti-loosening performance of various fasteners under testing conditions specified by relative standards, the discussion is made for the influences to tightening torque and axial clamping force of stainless steel fasteners served as OCS fittings for electrified railways.

Stainless steel fastener; tightening force; clamping force; traverse vibration test

10.19587/j.cnki.1007-936x.2018.03.013

U225.4

B

1007-936X(2018)03-0042-02

2017-10-12

戚 欣.中鐵寶雞軌道電氣設(shè)備檢測(cè)有限公司，工程師；張宏武.中鐵寶雞軌道電氣設(shè)備檢測(cè)有限公司，高級(jí)工程師。