Mecanwaith Rhyddhau Caewyr Edau

Mae bron pob cynnyrch peirianneg o gymhlethdod amrywiol yn defnyddio edafedd caewyr. O'u cymharu â'r rhan fwyaf o ddulliau cysylltu eraill, un o fanteision allweddol caewyr edafu yw y gellir eu dadosod a'u hailddefnyddio.

Y nodwedd hon fel arfer yw'r rheswm pam mae caewyr edafu yn cael eu ffafrio dros ddulliau cysylltu eraill, ac maent yn aml yn chwarae rhan hanfodol wrth gynnal cyfanrwydd strwythurol cynhyrchion.

Fodd bynnag, maent hefyd yn ffynhonnell sylweddol o broblemau mewn peiriannau a chydrannau eraill. Mae achos y problemau hyn yn gorwedd yn eu mecanwaith hunan-llacio. Mae'r mecanwaith hunan-llacio hwn wedi bod yn broblem ers amser maith, a thros y 150 mlynedd diwethaf, mae dylunwyr wedi bod yn datblygu dulliau i atal hyn rhag digwydd.

Dyfeisiwyd llawer o fathau cyffredin o ddulliau cloi ar gyfer caewyr edau fwy na 100 mlynedd yn ôl, ac eto dim ond yn y blynyddoedd diwethaf y deallwyd y prif fecanweithiau sy'n arwain at hunan-llacio. Mae yna lawer o fecanweithiau a all achosi i glymwyr edau lacio, y gellir eu rhannu'n lacio cylchdro a llacio nad yw'n gylchdro.

Llacio Cylchdro ac Anghylchdro

Yn y mwyafrif helaeth o gymwysiadau, mae caewyr edafu yn cael eu tynhau, ac mae rhaglwyth yn cael ei gymhwyso i'r cysylltiad. Gellir deall llacio fel colli rhaglwyth dilynol ar ôl i'r broses dynhau gael ei chwblhau. Gall hyn ddigwydd mewn dwy ffordd:

Mae llacio cylchdro, y cyfeirir ato'n gyffredin fel hunan-llacio, yn cyfeirio at gylchdroi'r clymwr o dan weithred llwythi allanol.

Mae llacio nad yw'n gylchdro yn cyfeirio at golli rhaglwyth heb symudiad cymharol rhwng yr edafedd mewnol ac allanol.

Rhyddhau clymwr a achosir gan lacio nad yw'n gylchdro

Gall llacio nad yw'n gylchdro ddigwydd oherwydd dadffurfiad y clymwr ei hun neu'r cydrannau cysylltiedig ar ôl cydosod. Mae hyn yn ganlyniad cwymp plastig rhannol o'r rhyngwynebau hyn.

Golygfa Chwyddedig o Gyswllt Arwyneb Garw

Pan fydd dwy arwyneb mewn cysylltiad â'i gilydd, mae pob arwyneb yn dwyn y llwyth arwyneb dwyn. Oherwydd bod yr ardal gyswllt wirioneddol yn llawer llai na'r arwynebedd, hyd yn oed o dan lwythi cymedrol, mae straen lleol uchel iawn yn cael ei ysgwyddo'n barhaus, sy'n fwy na chryfder cynnyrch y deunydd.

Gall hyn arwain at gwymp rhannol o'r wyneb ar ôl i'r gweithrediad tynhau gael ei gwblhau; fel arfer cyfeirir at y cwymp hwn fel ymgorfforiad.

Mae faint o rym clampio a gollir oherwydd ymgorfforiad yn dibynnu ar anystwythder y bollt a'r cydrannau cysylltiedig, nifer yr arwynebau cyswllt sy'n bresennol yn y cysylltiad, garwedd wyneb, a'r straen arwyneb dwyn cymhwysol.

O dan amodau straen arwyneb cymedrol, mae ymgorffori fel arfer yn achosi colled grym clampio o tua 1% i 5% o fewn yr ychydig eiliadau cyntaf ar ôl tynhau'r cymal. Pan fydd y cymal wedyn yn destun llwythi deinamig cymhwysol, gall y grym clampio ostwng ymhellach oherwydd newidiadau mewn pwysau sy'n digwydd ar yr wyneb cyswllt ar y cyd.

Os cedwir y straen dwyn wyneb yn is na chryfder cynnyrch cywasgol y deunydd cydran cysylltiedig, gellir cyfrifo swm y golled ymgorffori a gwneud iawn amdano yn y dyluniad cysylltiad.

Theori Clymwr Hunan-llacio Junker

Ym 1969, defnyddiodd Gerhard Junker ganlyniadau profion peirianneg i gefnogi ei ddamcaniaeth ynghylch pam mae caewyr edafu yn llacio'n awtomatig. Ei ganfyddiad allweddol oedd, unwaith y bydd symudiad cymharol yn digwydd rhwng yr edafedd paru a rhwng wyneb dwyn y clymwr a'r deunydd clampio, bydd y clymwr wedi'i lwytho ymlaen llaw yn llacio oherwydd cylchdroi.

Canfuwyd hefyd bod llwythi deinamig traws yn achosi llacio mwy difrifol na llwythi deinamig echelinol. Y rheswm yw bod y symudiad rheiddiol o dan lwythi echelinol yn sylweddol llai na'r symudiad o dan lwythi traws.

Symudiad Trawsnewidiol o Gysylltiadau Bolted

Dangosodd Junker y bydd clymwr wedi'i lwytho ymlaen llaw yn hunan-llacio pan fydd symudiad cymharol yn digwydd rhwng yr edafedd paru ac arwyneb dwyn y clymwr. Mae hyn yn digwydd pan fydd y grym traws sy'n gweithredu ar y cyd yn fwy na'r grym ffrithiannol a gynhyrchir gan y rhaglwyth bollt.

Ar gyfer dadleoliadau trawsbynciol bach, gall symudiad cymharol ddigwydd rhwng ochrau'r edau a'r arwynebau cyswllt dwyn. Ar ôl i'r cliriad edau gael ei oresgyn, bydd y bollt yn destun grymoedd plygu, ac os bydd llithro traws yn parhau, bydd llithro ar yr wyneb dwyn o dan y pen bollt yn digwydd.

Ar ôl dechrau, ni fydd unrhyw ffrithiant dros dro ar yr edafedd ac o dan y pen bollt. Mae'r torque hunan-llacio a gynhyrchir gan y rhaglwyth sy'n gweithredu ar ongl helics yr edau yn achosi cylchdroi cyfatebol rhwng y cnau a'r bollt. O dan symudiadau traws dro ar ôl tro, gall y mecanwaith hwn achosi llacio'r clymwr yn llwyr.

I astudio achosion llacio, datblygodd Junker beiriant profi, fel y dangosir yn y ffigur isod, sy'n mesur effeithiolrwydd gwrth-llacio dyluniadau caewyr.

Peiriant Profi Fastener Junker

Defnyddir Bearings pêl i ddileu'r effaith ffrithiannol rhwng y platiau symudol a sefydlog. Pan fydd symudiad traws yn cael ei gymhwyso o'r plât symudol sy'n clampio'r cnau, mae'r gell llwyth yn monitro'r llwyth bollt yn barhaus.

O'i gymharu â safonau prawf dirgryniad cyffredin, gellir mesur colled rhaglwyth yn ystod y prawf, a gellir plotio graff o raglwyth yn erbyn rhif cylch.

Egwyddor y peiriant Junker yw bod y dadleoliad traws a gynhyrchir gan y cam yn achosi'r clymwr i osgiliad, gan oresgyn grym ffrithiannol y clymwr i gynhyrchu llacio.

Sgrinlun o Junker Testing Machine

Cromlin Rhyddhau Prawf Dirgryniad Junker

Trwy brofion Junker, gellir cymharu perfformiad gwahanol ddyluniadau gwrth-llacio clymwr. Dros y ddau ddegawd diwethaf, mae nifer fawr o astudiaethau ar ddyluniadau gwrth-llacio clymwr presennol wedi'u cwblhau i gymharu eu priodweddau gwrth-llacio.

Er mwyn cymharu'n effeithiol, mae'n hanfodol defnyddio'r un amplitude dirgryniad, gan fod hyn yn cael effaith sylweddol ar y canlyniadau. Mae'r ffigur isod yn dangos canlyniad prawf nodweddiadol o wasier sbring.

Dangosodd y prawf fod gosod golchwr gwanwyn helical o dan y pen bollt mewn gwirionedd yn cyflymu llacio. Mae eraill hefyd wedi profi bod gan y defnydd o wasieri o'r fath berfformiad tebyg i'r defnydd o bolltau heb unrhyw ddyfeisiau cloi.

Nid yw llawer o OEMs mawr, sy'n ymwybodol o'r canfyddiadau hyn, bellach yn nodi wasieri o'r fath yn eu safonau mewnol.

Mae llawer o ddyfeisiau cloi a ddefnyddir ar gyfer caewyr edafu yn seiliedig ar atal symudiad cymharol rhwng yr edafedd (ee, cnau clo neilon) neu symudiad cymharol rhwng yr wyneb dwyn a'r cydrannau cysylltiedig (ee, gwahanol fathau o wasieri "cloi").

Fodd bynnag, mae Junker ac ymchwilwyr dilynol eraill wedi tynnu sylw at bwysigrwydd atal symudiad traws y cymal: mae dyluniad cysylltiad bollt addas yn sicrhau bod grym clampio'r bollt yn ddigonol i atal symudiad traws trwy ffrithiant y platiau cysylltu, gan osgoi llacio.

Yn ystod y cyfnod dylunio, gellir cyflawni hyn trwy ddewis y maint a'r cryfder clymwr priodol fel y gall y rhaglwyth gynhyrchu digon o ffrithiant i wrthsefyll symudiad ar y cyd a achosir gan lwythi allanol.

Casgliad Sgriw Jun

Achos sylfaenol llacio clymwr threaded yw symudiad ar y cyd, yn enwedig llithro ardraws yedafedd bolltac arwynebau dwyn. Os gellir cael digon o raglwyth o'r bollt i atal symudiad ar y cyd, nid oes angen dyfais gloi, oherwydd bydd ffrithiant yn dal y rhannau gyda'i gilydd.

Y brif broblem mewn dyluniad clymwr edafedd yw sicrhau bod y rhaglwyth yn ddigon i ddal y rhannau'n gadarn gyda'i gilydd pan fydd newidiadau mewn amodau ffrithiannol yn cael eu cynnwys.

Mae'r graff hwn yn dangos effaith newidiadau ffrithiant ar raglwyth bolltau.

Yr allwedd i atal llacio yw darparu digon o lwyth bolltau

Yn gyffredinol, dylid dylunio cymalau yn seiliedig ar y rhaglwyth lleiaf a gynhyrchir ar y cyfernod ffrithiant uchaf; bydd dylunio gan ddefnyddio'r gwerth rhaglwytho cyfartalog yn arwain at lacio llawer bolltau.

Ar yr un pryd, mae hefyd yn angenrheidiol i ystyried y golled preload a achosir gan ymgorffori. Er mwyn cyfyngu ar faint o wreiddio, mae angen sicrhau'r ystod straen uchaf y gall y deunydd clampio ei wrthsefyll.

Mewn achosion lle na ellir atal symudiad ar y cyd, er enghraifft, ym mhresenoldeb ehangu thermol, dylid nodi dyfais gloi â gallu profedig.