关于罗纹紧固件松弛曲线的分析与研究

　　安装罗纹紧固件的目的在于使连接牢固，牢固的条件是紧固件不松驰。要解决罗纹紧固件防松问题，有必要通过测试罗纹紧固件得出其锁紧性能曲线图，系统地分析和深入研究罗纹紧固件的松驰现象及其规律。

　　一螺纹紧固件松弛指标及其曲线衡量罗纹紧固件松驰的指标罗纹紧固件的松驰现象是伴随着罗纹紧固件的拧紧而发生的，由于紧固方法是拧紧，因而拧紧进程必定有松驰或松驰偏向。对实际安装的螺纹紧固件拧得愈紧，其松驰的偏向愈强烈。拧紧与松驰是螺纹紧固件锁紧系统在锁紧过程中一个矛盾的两个方面，衡量螺纹紧固件拧紧程度的轴向拉力可以用来衡量松驰程度。

　　安装紧固件固然希望紧固件能长时间保持良好的锁紧状态，长时间内紧固件锁紧系统产生较少松驰，说明该锁紧系统锁紧性能好，反之则差。因此，反应紧固件锁紧系统松驰现象的另一个变量是时间。

　　任何在应力状态下的系统都有释放应力的倾向，螺纹紧固件锁紧系统也不例外。紧固件的拧紧进程实际是对该系统施加应力的过程，在施加拧紧力矩的外部作用停止后，紧固件锁紧系统一直处在不停的松驰过程中。原机械部标准化所的“容克”

　　(unkers)振动实验机米用的是国际上通用的测试罗纹紧固件锁紧性能的实验方法，它利用以上的原理，为突出表现螺纹紧固件的松驰特性，施加某种稳定的外界作用，使之松驰特性明显，以便于研究。

　　验机上对不同型式、规格的“螺栓1螺母”紧固件锁紧系统进行了锁紧性能比较试验。

　　在振幅为0.50mm，频率为 0Hz的振动环境下，测出几乎所有螺栓1螺母的轴向拉力变化都遵循所示曲线。

　　螺纹紧固件锁紧系统振动松弛曲线中，“轴向拉力1振动时间”曲线(简称“”曲线)反应了在振动条件下紧固件锁紧系统的轴向拉力F随振动时间T的延长而变小的现象，反映了锁紧系统在振动条件下的松驰情况。因此，图示曲线就是螺纹锁紧系统在振幅为0.5mm、频率为 0Hz条件下的振动松驰曲线。

　　二松弛曲线与影响因素分析如所示，螺纹紧固件锁紧系统的松驰曲线有2个明显特点段。其一是迅速松驰段，即曲线的“I速释放;其二是相对稳定段，即曲线的”“部分，这段曲线表明，锁紧系统在释放部分轴向力后，其轴向拉力F有一个较长的相对稳定期。

　　在以上的测试中，操作者施加到紧固件上的拧紧力矩的平衡力矩可以分解成“螺栓1螺母”螺纹副之间的摩擦力产生的力矩Mf、螺母与被连接件支承面之间的摩擦力产生的力矩Mr和紧固件因扭转弹性变形产生的力矩Me.即拧紧力矩：这三个力矩都与紧固件产生的轴向拉力F正相关，任何力矩的变化都将引发F的变化，反之亦然。在一定F的作用状态下，Mf和Mr取决于螺纹接触副和被连接件的表面状态，Me则取决于锁紧系统的刚度和扭转变形量。在这三组影响因素中，罗纹接触副和被连接件的表面状态在不更换试件、不重新安装拧紧时是相对稳定的，只有锁紧系统的改变弹性变形量在冲击或振动等外界条件下会迅速变小，使F变小，系统松驰。

　　同时，锁紧系统在力矩的作用下也发生蠕变，也是使F变小的原因。

　　因此，锁紧系统改变弹性变形量的变小和锁紧系统在外力作用下的蠕变是造成锁紧系统在“I”段内产生F迅速下降、在锁紧后的初期剧烈松驰的主要原因。

　　三松弛曲线研究的实际意义紧固件松驰现象或松驰曲线的研究，与紧固件锁紧研究一样具有特殊的重要意义。

　　紧固件安装完成后，在外界环境影响下将迅速产生弹性变形量变小和蠕变，使紧固件的轴向拉力减小，降低了紧固件的锁紧效果。但扭转弹性变形量的变小倾向和在外力作用下的蠕变是锁紧系统的固有物理特性，只要条件具备，弹性变形量的变小和蠕变就会产生。螺纹锁紧系统作为有条件的应力平衡体系，有强烈的弹性变形量变小或恢复以及蠕变倾向，在振动或其它环境条件影响下迅速松驰，也是必然的。这在日常生活中似乎没什么关系，但对航空航天等国防高科技工业产品的影响则可能是致命的。试想，如果空间飞行器升空前，连接其陀螺平台螺栓可能影响平台基准的弹性变形应力和蠕变应力没有充分释放，当其升空后，在强烈的冲击振动或宇宙空间环境作用下，螺栓发生弹性变形恢复和蠕变，致使轴向拉力减小;由于连接螺栓的应力释放不可能同步进行，不同连接螺栓的异步应力变化又将对陀螺平台的应力散布和变形产生放大作用，则将会导致平台基准偏斜，影响空间飞行器使用寿命的严重后果。

　　一样，紧固件锁紧系统的松驰作用对运载火箭等型号的重要连接部位也将产生不良影响。

　　选用和安装紧固件，我们都希望其锁紧性能良好，能在相当长的时间内保持良好的锁紧状态。“”段松驰曲线形象、准确地反映了紧固件的锁紧特性。通过试验，根据“”段松驰曲线的长短，我们可以选择锁紧时间较长、锁紧性能较好的紧固件;还可以试验和选择更好的紧固件材料及表面处理方法和安装工艺。

　　综上所述，对罗纹锁紧系统松驰曲线进行分析研究，探讨螺纹锁紧系统的松驰现象，掌握其松驰规律是十分必要的。我们应当在积极开发和使用新型、先进紧固件，制定新标准的同时，重视紧固件安装工艺的研环氧胶粘固中需要解决的几个问题二院699厂鲁福顺文摘为保证环氧肢粘固的可靠性，针对环氧肢粘固中存在的问题，在原配方的基础上，对环氧肢配置进行了大量的试验，提出新配方，并通过试验验证其可靠性，将粘固工艺纳入工艺规程，有效地解决了粘固中的问题。同时，针对新配方的有关问题，提出使用中应采取措施确保新配方的有效性。

　　在电装中使用环氧胶粘固电子元器件是部份单位型号研制生产的在用工艺，由于型号实验中发生过环氧胶粘固处引线断裂等问题，为避免此类问题的再发生，航天总公司下发了0 4号文关于禁用工艺的有关问题的通知，要求现用环氧胶粘固工艺的单位进一步改进和完善粘固工艺，将产品点固环氧胶的方法和位置纳入工艺规范，以杜绝质量隐患。根据总公司的环氧胶粘固工艺基本要求原贝则〉及我厂生产实践，要解决环氧胶粘固，必须处理好以下问题。

　　保证胶粘剂不漫流到元器件引线和焊点上环氧胶表面固化需要24小时，而环氧胶配置后流动性大。如何从材料配置和工艺入手，确保粘固后环氧胶不漫流到元器件引线和焊点上，是必须解决的中心问题。

　　提高环氧胶的强度，元器件的粘固是连引线一起粘固，用胶量大，粘接强度大。元器件不能粘固引线，这样粘固的位置十分有限，元器件又有一定的安装高度，用胶量变小，但要求粘固强度不变。为避免环氧胶流到元器件引线或焊点上，提高环氧胶的粘固强度就是必须要解决好的另一个问题。

　　粘接工艺的规范化在变化的环境应力下，环氧胶存在着自身的粘接应力，用什么方法粘固元器件，环氧胶涂抹在元器件的甚么位置，既能保证粘接强度又不损伤元器件，这是必须解决的第三个问题。

　　虽然还有诸如适用期、固化温度、固化时间等，但必须在处理好以上三个问题的基础上方可解决。

　　从上述问题分析看，主要涉及到材料配究，对紧固件安装前的预处理、安装过程工艺参数的量化控制、安装后的处理工艺方法等进行系统研究，并制定相应的工艺规范。

　　鉴于螺纹紧固件锁紧系统的松驰可能会对产品的关键重要部位产生致命的影响，建议有关单位采取有效措施，将紧固件锁紧系统的松驰隐患消除在火箭发射之前，卫星上天之前;将紧固件锁紧系统的松驰隐患消除在关键部位、重要机构的调试、校准之前，以确保型号研制的稳妥可靠、万无一失。