Samo-matice za zaključavanje, poznate i kao protumatice, uglavnom uključuju tri vrste: posve-metalne samo-matice, ne-metalne samozaključavajuće matice s umetkom i samo-zaključavajuće matice s metalnim stezaljkama. Sve-metalne samo-matice mogu se dalje podijeliti u dvije podvrste: jedna je tip čeone površine zakovicama-zakivane u tri točke, koji oblikuje karakteristike zaključavanja blagim utjecajem na korak navoja; drugi je tip deformacije ekstruzije suprotne strane, koji transformira krajnji navoj iz kružnog oblika u eliptični oblik kako bi se postigla funkcija zaključavanja. Utjecaj koeficijenta trenja na konačno predopterećenje naširoko je prepoznat i cijenjen, ali mnogi ljudi još uvijek imaju dvojbi o tome kako dizajnirati zatezni moment za samo{11}}navrtke. Danas će urednik iz Jiangsu Jinrui razgovarati o ovom pitanju s vama.
1. Opis zakretnog momenta za samo{1}}matice u VDI 2230
Norma VDI 2230 jasno navodi moment pritezanja za samo{1}}matice: pri određivanju ili izračunavanju momenta pritezanja za takve komponente, osim uobičajenog momenta pritezanja navoja (MG) i momenta pritezanja površine ležaja (MK), također je potrebno uzeti u obzir moment zatezanja navoja-(MU, isključivo za samo-zatezanje) matice) i dodatni moment otpora površine ležaja (MKzu, kao u scenariju zatezanja nazubljenih vijaka/matica).
Međutim, standardni dodaci da se za sklopove pričvršćivača s visokim-prednaprezanjem, navoj-teče u zakretnom momentu (MU) mogu zanemariti. To znači da kada je vijak zategnut do visokog-predopterećenja, MU ne treba uključiti u ukupni moment. Međutim, norma dalje ne pojašnjava što predstavlja "visoko predopterećenje" ili kako ga definirati i mjeriti.
2. Izmjereni koeficijent trenja protumatica
Uzimajući najlonske umetnute samo{0}}matice za ispitivanje, relevantni problemi objašnjeni su samo kroz operacije zatezanja matica. Njihov-kut zakretnog momenta i krivulja-kuta aksijalne sile pokazuju da sigurnosne matice imaju očigledan zakretni-fazu zakretnog momenta: kada se vijak uvrne u maticu dok ne dodirne dio za zaključavanje, stvara se određeni zakretni-moment (tj. moment protiv-otpuštanja); nakon što navoj vijka potpuno prođe dio za zaključavanje, obrtni-okretni moment ulazi u stabilnu fazu i više ne nastavlja rasti; kada je matica potpuno pričvršćena na spojenu komponentu, zakretni moment raste proporcionalno s kutom rotacije.
U fazi-zakretnog momenta, aksijalna sila vijka je u osnovi jednaka nuli, a krivulja je otprilike vodoravna ravna linija-što znači da moment zatezanja prikazan u ovom trenutku nije pretvoren u efektivno predopterećenje. Iz krivulja koeficijenta trenja navoja-kuta i ukupnog koeficijenta trenja-kuta, može se vidjeti da se koeficijent trenja mijenja s kutom zatezanja: nakon što je matica pričvršćena na spojenu komponentu, koeficijent trenja navoja i ukupni koeficijent trenja smanjuju se s povećanjem aksijalne sile (ili kuta rotacije). To znači da kada je zatezni moment protumatice nizak, ne može se postaviti ili izračunati u skladu s konvencionalnim zakretnim momentom-odnosa aksijalne sile; umjesto toga, potrebno je upotrijebiti stvarni koeficijent trenja ili smatrati da je obrtni-okretni moment u skladu sa stvarnim radnim uvjetima.
Koeficijent trenja površine ležaja protumatica lagano se mijenja: nakon što je matica pričvršćena na spojenu komponentu, njezin koeficijent trenja površine ležaja u osnovi je u skladu s onim kod običnih ne-sigurnosnih matica i nema značajnih fluktuacija s povećanjem predopterećenja (aksijalne sile vijka).
Ako je sigurnosna matica razvijena u skladu s postavljenim koeficijentom trenja, može se zategnuti u skladu s uobičajenim zateznim momentom tijekom normalnog rada i nema potrebe dodatno razmatrati uhodni moment. To je zato što se ispitivanje koeficijenta trenja sigurnosnih matica provodi pod uvjetom 75% probnog opterećenja, a stvarni koeficijent trenja može zadovoljiti razvojne zahtjeve kada se zategne prema konvencionalnom momentu zatezanja. Rezultati testa pokazuju da kada je sigurnosna matica zategnuta na 1600 stupnjeva, koeficijent trenja navoja je u osnovi stabilan-u ovom trenutku, doseže oko 50% konačnog predopterećenja, a koeficijent trenja navoja je u osnovi u skladu s konačnim koeficijentom trenja, održavajući stabilno stanje.
Na temelju ovoga, može se pojasniti da ako projektirano predopterećenje samo-matice dosegne 40% dokaznog opterećenja vijka ili više, u osnovi nema potrebe razmatrati zakretni-okretni moment; "visoko predopterećenje" spomenuto u standardu VDI 2230 trebalo bi biti najmanje 40% probnog opterećenja. Ako je projektirani zakretni moment prenizak, potrebno je uključiti zakretni-moment samosigurnosne matice.
Osim toga, treba napomenuti da za pričvršćivače sa zupcima na glavi vijka ili nosivoj površini matice, standard VDI 2230 ne specificira scenarije u kojima se dodatni zakretni moment može zanemariti-što znači da takvi nazubljeni pričvršćivači moraju uzeti u obzir dodatni zakretni moment ispod glave/nosive površine u svim slučajevima. To je zato što kada se zupčasti spojni elementi zatežu, njihov koeficijent trenja (ili ekvivalentni koeficijent trenja) postupno raste; posebno pod velikim prednaprezanjem, ekvivalentni koeficijent trenja značajno raste, što je ekvivalentno tome da nosiva površina glave vijka/matice vrši učinak istiskivanja i zarezivanja na površini spojene komponente.
3. Scenariji u kojima treba uzeti u obzir zakretni-moment sigurnosnih matica
Na primjer, u scenariju povezivanja između klipnjače amortizera i montažne baze (nosača): kako bi se smanjila težina, vanjski promjer klipnjače obično nije projektiran tako da bude prevelik, a efektivna veličina površine ležaja često je samo oko 3 mm, ili čak i manja u nekim izvedbama. Stoga, pod pretpostavkom ispunjavanja različitih servisnih zahtjeva, moment zatezanja matice za montiranje ne može biti postavljen previsoko-u suprotnom, pretjerani moment može lako uzrokovati gnječenje ili trajnu plastičnu deformaciju postolja za montiranje, što dovodi do slabljenja predopterećenja. Iz perspektive zahtjeva za silom, ovdje nije potrebna prekomjerna sila stezanja da bi se izdržalo vanjsko opterećenje, tako da je moment zatezanja matice na vrhu amortizera obično nizak. Uzimajući maticu sa specifikacijom navoja M14×1,5 kao primjer, njen moment pritezanja često je samo oko 60 Nm. Međutim, najveći standardni radni-okretni moment M14×1,5-10 potpuno-metalne samo{16}}samosigurnosne matice je 31 Nm. Ako je stvarni zakretni-moment blizu ove vrijednosti, kada se zategne na 60 Nm, efektivna sila stezanja može se smanjiti. Stoga je određivanje koeficijenta trenja samo-matice ključno u takvim scenarijima dizajna-okretnog momenta i mora se naglasiti utjecaj momenta uhodavanja.
