[发明专利]一种螺栓连接副的防松性能测试评价方法

说明书

本申请涉及机械装配技术领域，特别涉及一种螺栓连接副的防松性能测试评价方法。本申请提供的防松性能测试评价方法的步骤为：按照不同的轴向夹紧力拧紧标定试验螺栓，利用测量设备测量标定试验螺栓拧紧后的轴向伸长量，建立螺栓轴向夹紧力‑伸长量的对应关系；将冲击振动试验时的轴向夹紧力目标值输入到螺栓轴向夹紧力‑伸长量的对应关系中，得到被测螺栓的伸长量监测目标值；分别将多个被测螺栓拧紧至伸长量监测目标值进行冲击振动试验；冲击振动试验结束后，若所有被测螺栓均松脱，则根据实际振动周次确定抗振防松性能；若存在未松脱的被测螺栓，则计算未松脱的被测螺栓的夹紧力保持率，根据夹紧力保持率确定抗振防松性能。

技术领域

本申请涉及机械装配技术领域，特别涉及一种螺栓连接副的防松性能测试评价方法。

背景技术

汽车及各种机械设备的装配连接主要采用螺纹紧固件连接的形式，螺纹紧固件连接大部分为螺栓(螺钉)紧固连接，特别是螺栓(螺钉)-螺母连接副。螺栓(螺钉)-螺母连接方式对被连接件的结构要求较低，只需在被连接件上设置一个通孔即可实现连接，通孔结构简单、加工精度要求不高、加工方便、加工成本低。螺栓装配后在服役期间最常见的失效形式是紧固件松脱，松脱会导致螺纹连接副夹紧力丧失、连接失效，严重时还会危及行车安全或机械设备运转。因此螺栓连接副的防松性能是螺栓使用性能中最重要的评价指标。

为了提升螺栓-螺母连接副的防松性能，目前已开发应用了各种形式带防松功能的螺栓、螺母、垫片，但如何公正、准确地对不同形式螺栓-螺母连接副的防松性能进行测试、试验结果评估、优选，一直是行业中亟需解决的问题。

目前对螺栓-螺母连接副防松性能进行试验测试的最常用方法是螺栓连接副冲击振动试验，采用的试验装置由振动台、试验夹具、被测试螺栓-螺母连接副组成。然而该试验装置没有螺栓夹紧力监测功能，被测试螺栓-螺母只能按目标扭矩控制拧紧在夹具滑槽中，不能直接获得连接副夹紧力的数值，而螺栓装配夹紧力的大小和保持能力是决定螺栓防松性能最关键的指标。现有的试验装置也没有螺栓拧紧轴向力监控、测量功能。对于同一螺纹规格、强度等级的各种形式的螺栓、螺母、垫圈连接副，试验时均只能采用同一拧紧扭矩进行控制拧紧。众所周知，不同表面处理、不同摩擦形式的连接副(防松垫片、锁紧螺母与普通螺栓螺母)的摩擦系数差异较大，同一目标扭矩拧紧后不同形式螺栓连接副获得的轴向夹紧力会有成倍的差异。差异过大的螺栓夹紧力条件下的冲击振动试验会严重影响其试验结果及评价。

基于以上分析，提供一种能够控制试验螺栓拧紧后均在同一夹紧力水平条件下的防松性能测试评价方法十分必要。

发明内容

本申请实施例提供一种螺栓连接副的防松性能测试评价方法，以解决相关技术中现有的相同强度等级、螺纹规格的螺栓连接副无法在同一轴向夹紧力水平下开展防松性能测试的问题。

第一方面，本申请提供了一种螺栓连接副的防松性能测试评价方法，包括以下步骤：

步骤S101，在螺栓拧紧性能试验机上，分别按照不同的轴向夹紧力拧紧标定试验螺栓，利用测量设备测量所述标定试验螺栓拧紧后的轴向伸长量，根据所述标定试验螺栓的轴向夹紧力和轴向伸长量建立螺栓轴向夹紧力-伸长量的对应关系；

步骤S102，将冲击振动试验时被测螺栓的轴向夹紧力目标值输入到螺栓轴向夹紧力-伸长量的对应关系中，得到被测螺栓的伸长量监测目标值；

步骤S103，利用所述测量设备分别测量多个被测螺栓的原始长度，然后分别将多个被测螺栓拧紧至伸长量监测目标值进行冲击振动试验，记录每个被测螺栓的实际振动周次；

步骤S104，冲击振动试验结束后，若所有被测螺栓均松脱，则根据实际振动周次确定被测螺栓的抗振防松性能优劣；若存在未松脱的被测螺栓，则计算未松脱的被测螺栓的夹紧力保持率，根据夹紧力保持率确定被测螺栓的抗振防松性能优劣。

一些实施例中，所述标定试验螺栓的强度等级、供应商、材料、表面处理形式与被测螺栓的强度等级、供应商、材料、表面处理形式一致。