Gevşemesicıvata ve somunBağlantılar, bağlantı elemanları endüstrisinde her zaman sıcak bir araştırma konusu olan makine mühendisliğinde yaygın bir arıza sorunudur. Pratik montaj deneyimine ve fiili çalışma koşullarına dayanan bu belge, cıvatalar ve somunlar için genel gevşemeyi-önleyen yapıları sıralar, çalışma ilkesini, uygulanabilir senaryoları ve her bir gevşemeyi önleme yönteminin yapısal kusurlarını- ayrıntılı olarak ele alır. Bu arada, kendiliğinden kilitlenen somunların-uzun vadeli gevşemeyi önleyici performansının-temel mekanizmasını açıklayarak yerinde bağlantı elemanı seçimi ve montaj süreci formülasyonu için güvenilir referanslar sağlar.
1. Genel-Gevşemeyi Önleme Türleri ve İlkeleriCıvata ve Somun
1.1 Çift Somun-Gevşemeyi Önleyici (Alt Somun-Gevşemeyi Önleyici)
Ayrıca alın somununun-gevşemesini önleme olarak da bilinir. İki somun birbirine ters şekilde sıkıldıktan sonra aralarında sürekli eksenel sıkıştırma kuvveti oluşturulacak ve dişli temas yüzeylerine etki edecektir. İki somun ne kadar sıkı kilitlenirse, diş temas yüzeylerindeki normal basıncın yanı sıra diş çiftleri arasındaki sürtünme torku da o kadar büyük olur. Somunların herhangi bir dönme gevşemesi, birbirine geçmiş dişler arasındaki büyük sürtünme kuvvetinin üstesinden gelmelidir. Ekipmanın çalışması sırasında harici yük dalgalansa bile, iki somun arasındaki kaldırma basıncı sabit kalarak sürdürülebilir gevşeme önleme etkisi elde edilir.
Uygulanabilir Senaryolar: Ön yükleme gereksinimi olan veya olmayan cıvata bağlantıları için uygundur, yalnızca hafif titreşimli ve sabit yüklü çalışma koşulları için geçerlidir.
Dezavantajları: Geniş eksenel kurulum alanı kaplar, sınırlı gevşeme önleme kapasitesi-ve şiddetli titreşim koşulları altında kolayca arızalanır.
1.2 Sert Kilit İçbükey-dışbükey-Gevşemeyi Önleyen Somun
Hard Lock gevşemeyi önleyen somun-eşleştirilmiş kullanıma yönelik bir alt dışbükey somun ve bir üst içbükey somundan oluşur. Alt dışbükey somun, kama bloğu rolünü oynamak için hafif merkez ofseti ile eksantrik işlemeyi benimser; üst içbükey somun, merkez sapması olmadan standart bir eşmerkezli daire şeklinde işlenir. Üst ve alt somunların bağlantı yüzeylerinin tümü konik içbükey-dışbükey yüzeylerdir ve sıkma sonrasında çekiç takozuna benzer şekilde mekanik bir kendiliğinden-kilitlenen yapı oluşturur.
Küçük bir eksenel ön yük, konik bağlantı yüzeyleri üzerinde büyük bir radyal kilitleme basıncı oluşturabilir. Basınç, örgülü dişlere eşzamanlı olarak iletilir ve hem diş temas yüzeylerinde hem de içbükey-dışbükey konik yüzeylerde sürtünme torku büyük ölçüde artar. İplik dönme eğilimini mekanik olarak kilitler ve mükemmel-gevşeme önleme performansı sunar.
Uygulanabilir Senaryolar: Ön yükleme gereksinimi olan veya olmayan cıvata bağlantılarına uygulanabilir ve yüksek-frekanslı şiddetli titreşim ve değişken yüklerle zorlu çalışma koşulları altında-uzun süreli hizmet için kullanılabilir.
Dezavantajları: Eksantrik yapısı, zorlu üretim süreci ve yüksek tedarik maliyeti nedeniyle son derece yüksek işleme hassasiyeti gerektirir.
1.3 Spiralock-Gevşemeyi Önleyici Somun
Spiralock somunlarının temel yapısal özelliği, iç dişlerin kökünde makineyle işlenmiş 30 derecelik kama-şeklindeki eğimdir. Cıvatalar ve somunlar sıkıldığında ve birbirine geçtiğinde, cıvata dişlerinin ucu, yüksek-dirençli, sert kilitleme kuvveti oluşturmak için iç dişlerin kama-şeklindeki eğimine sıkı bir şekilde baskı yapar.
Standart sıradan dişler için, diş yüzeylerindeki normal temas kuvveti ile cıvata ekseni arasındaki açı 30 derecedir. Spiralock dişleri, diş profili açısını değiştirerek, dahil edilen açının 60 dereceye ulaşmasını sağlar. Diş çiftlerinin normal basıncı, eksenel sabitleme basıncından çok daha yüksektir; bu, sürtünme direncini büyük ölçüde artırır ve dişin dönme gevşemesini tamamen kısıtlar.
Uygulanabilir Senaryolar: Yalnızca kararlı ön yükleme gerektiren bağlantı yapılarına uygulanabilir ve bağlanan parçalar aşırı yumuşak malzemelerden yapılmayacaktır.
Dezavantajları: Cıvata ön yükü azaldığında-gevşemeyi önleme etkisi tamamen başarısız olur; gerekli cıvata ön yüküne ulaşmak amacıyla diş dişleri arasındaki sürtünme direncinin üstesinden gelmek için daha büyük sıkma torku gerekir.
1.4 Gevşemeyi Önleyici Yaylı Rondela-
Ayrık yaylı rondelayı düzleştirmek için somun sıkıldıktan sonra, rondela iç ve dış dişlerin birbirine sıkı sıkıya bağlı kalmasını sağlamak için sürekli elastik geri tepme kuvveti üretir. Sabit temas kuvvetinin oluşturduğu sürtünme torku somunun dönmesini engeller. Bu arada, ayrık açıklıktaki keskin kesici kenarlar sırasıyla somunun alt yüzeyine ve bağlı parçaların yüzeyine gömülür ve fiziksel kilitleme yoluyla somunların göreceli dönmesini daha da önler.
Uygulama Sınırlamaları: Ultra-sert bağlantı yüzeylerine sahip bağlantılar için uygun değildir; kesici kenarlar sert alt tabakalara gömülemez ve-gevşeme önleme işlevini tamamen kaybeder. Cıvataların ön yük zayıflamasını hızlandıracağından, yüksek ön yük gerektiren bağlantılara da uygulanamaz.
1.5 Konik Yaylı Rondela Gevşemeyi Önleyici-
Sıradan yaylı yaylı rondelalarla aynı -gevşeme önleme ilkesini paylaşır; iplik çiftlerini sıkıştırmak ve sürtünmeyle gevşemeyi önlemek için sıkıştırmadan sonra elastik geri tepme kuvvetine dayanır. Sıradan ayrık yaylı rondelalarla karşılaştırıldığında, konik yaylı rondelalar daha yüksek yapısal sertliğe sahiptir ve aynı sıkıştırma stroku altında daha büyük eksenel basınç sağlayarak daha iyi gevşeme önleyici stabilite ve performans sağlayabilir.
Uygulama Sınırlamaları: Katı ön yükleme gereksinimleri olan yüksek-hassasiyetteki bağlantı parçaları için hâlâ uygun değil.
1.6 Nord-Kilitli Çift-katmanlı Kendinden-kilitlenen Rondela
Bu tür rondelalar çiftler halinde kullanılır; bir tarafında büyük-açılı eğimli dişler, diğer tarafında ise radyal-kayma önleyici tırtıklar bulunur. Montaj sırasında iki pul, eğimli diş yüzeyleri birbirine bakacak şekilde ters şekilde takılır. Sıkma işleminden sonra, dış temas yüzeylerini tamamen sabitlemek için dış radyal çentikler somunun uç yüzüne ve bağlı parça yüzeyine sıkıca tutunur ve iki pulun yalnızca iç eğimli diş yüzeyleri arasında göreceli kayma bırakır.
Cıvatalar gevşeme ve dönme eğilimi gösterdiğinde, iç eğimli diş yüzeyleri arasındaki kama kaldırma etkisi eksenel kaldırma kuvveti oluşturacaktır. Rondelalar tarafından oluşturulan kaldırma mesafesi, iplik gevşemesinin neden olduğu eksenel kaldırma mesafesinden daha büyüktür; bu, ipliklerin gevşeme eğilimini tersine kilitler ve kalıcı-gevşeme önleme etkisi sağlar.
Uygulama Sınırlamaları: Ultra-sert veya ultra-yumuşak bağlantı yüzeyleri için kullanılamaz. Yıkayıcının belirli bir kurulum yönü vardır ve ters takılırsa-gevşemeyi önleme işlevini kaybeder. Ayrıca ön yükleme olmayan gevşek bağlantılar için de geçersizdir.
2. Gevşememenin-Temel PrensibiKendiliğinden-kilitlenen Somunlar
Uzun vadeli-gevşemeyi-önleme performansıkendinden-kilitlenen somunlarözel olarak optimize edilmiş, standart-olmayan iş parçacığı yapısından kaynaklanır.
Kendiliğinden kilitlenen somunların iç dişlerinin kökünde 30 derecelik kama-şeklinde bir eğim işlenir. Birbirine geçip sıktıktan sonra cıvata dişi uçları, yüksek-mukavemetli mekanik kilitleme kuvveti oluşturmak için kama-şeklindeki eğimlere sıkı bir şekilde bastırır. Standart 60 derecelik V-şekilli sıradan dişler için, normal temas kuvveti ile cıvata ekseni arasındaki açı 30 derecedir, kendi kendini kilitleyen dişler için ise iç açı 60 dereceye değişir, bu da gerilim durumunda temel bir değişikliğe yol açar.
Mekanik Kuvvet Karşılaştırması: Aynı eksenel cıvata gerilimi P0 altında, standart sıradan dişlerin normal temas kuvveti yalnızca 1,15P0 iken, kendinden-kilitlenen dişlerinki 2P0'a ulaşır. İkisinin kuvvet oranı yaklaşık 7:12'dir, bu da iplik çiftlerinin gevşemeyi önleyici sürtünme kuvvetini- büyük ölçüde artırır.
Ayrıca, kendinden-kilitlenen dişler, sıradan dişlerin doğasında olan düzensiz gerilim kusurunu çözer. Geleneksel 60 derecelik V-şekilli dişler için, birinci ve ikinci birbirine geçen dişler toplam yükün %70~%80'ini taşırken geri kalan dişler neredeyse hiç yük taşımaz. Uzun-dönemli titreşim ve değişken yükler altında, ön dişler aşırı yük arızasına eğilimlidir, bu da kilitleme kuvvetinin hızla zayıflamasına, diş dönüşünün gevşemesine, hatta dişin tutukluk yapmasına ve soyulmasına neden olur.
Kendiliğinden kilitlenen-dişler, kama şeklindeki eğimler aracılığıyla yükü tüm dişli dönüşlerine eşit bir şekilde dağıtır-ve tüm dişlerin eşzamanlı gerilimini gerçekleştirir. Yerel diş aşırı yükleme arızasını önler, titreşimin neden olduğu cıvata gevşemesini temelden ortadan kaldırır ve bakım gerektirmeyen, uzun-uzun süreli-gevşemeyi önleyici etki sağlar.
