[go: up one dir, main page]

RU2482455C1 - Method of selecting thread joint with optimum damping characteristics - Google Patents

Method of selecting thread joint with optimum damping characteristics Download PDF

Info

Publication number
RU2482455C1
RU2482455C1 RU2011139809/28A RU2011139809A RU2482455C1 RU 2482455 C1 RU2482455 C1 RU 2482455C1 RU 2011139809/28 A RU2011139809/28 A RU 2011139809/28A RU 2011139809 A RU2011139809 A RU 2011139809A RU 2482455 C1 RU2482455 C1 RU 2482455C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nut
turns
thread
thread joint
threaded
Prior art date
Application number
RU2011139809/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011139809A (en
Inventor
Эдуард Борисович Цхай
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ)
Priority to RU2011139809/28A priority Critical patent/RU2482455C1/en
Publication of RU2011139809A publication Critical patent/RU2011139809A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2482455C1 publication Critical patent/RU2482455C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: bolt of tested thread joint is locked against turning, thread joint is tightened by subjecting said bolt to full working axial load, strains in thread joint at load are registered and thread joint is unloaded after reaching preset tightening force. Thread joints differing in one or several parameters, for example, overall dimensions of the nut, roughness of turn surface, thread pitch, nominal diameter, are subjected to tests at equal axial loads. In loading and unloading every thread joint, nut radial strain or relative displacement of turns are registered to record hysteresis loop in coordinates "axial load - nut radial strain" or "axial load - relative displacement of turns". Thread joint with optimum damping properties is selected proceeding from hysteresis loop area. Note here that thread joint larger hysteresis loop area is optimum design solution.
EFFECT: simplified experimental selection without complicated calculations, directly in thread turns.
5 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а более конкретно к области конструкционного демпфирования, и может найти применение в машиностроении, судостроении, авиастроении и др. областях при разработке резьбовых соединений, работающих в условиях вибраций, с целью выбора оптимальных параметров демпфирования.The invention relates to the field of measuring technology, and more specifically to the field of structural damping, and can find application in mechanical engineering, shipbuilding, aircraft building and other fields in the development of threaded joints operating in vibration conditions in order to select optimal damping parameters.

В связи с ростом нагрузок, скоростей и ускорений в современных машинах огромное значение имеет проблема демпфирования механических колебаний.In connection with the growth of loads, speeds and accelerations in modern machines, the problem of damping mechanical vibrations is of great importance.

Актуальность нахождения оптимального способа конструкционного демпфирования с помощью резьбовых соединений подтверждается аварией на Саяно-Шушенской ГЭС, которая произошла в результате срыва витков резьбы на шпильках крепления крышки гидроагрегата. По выводам государственной комиссии авария произошла из-за недопустимых вибраций, что привело к самоотвинчиванию гаек (см. Акт технического расследования причин аварии, происшедшей 17 августа 2009 г. в филиале ОАО «РусГидро» - «Саяно-Шушенская ГЭС», с.78.)The relevance of finding the best method of structural damping using threaded connections is confirmed by the accident at the Sayano-Shushenskaya hydroelectric station, which occurred as a result of the failure of thread turns on the studs of the hydraulic unit cover. According to the conclusions of the state commission, the accident occurred due to unacceptable vibrations, which led to self-unscrewing of the nuts (see Act of the technical investigation of the causes of the accident on August 17, 2009 at the RusHydro branch of the Sayano-Shushenskaya HPP, p. 78. )

Существующие способы демпфирования резьбовыми соединениями делятся на конструкционный гистерезис в опорных поверхностях торца гайки и демпфирование витками резьбы. Если демпфирование на торцевых опорных поверхностях исследовано достаточно подробно, то потери энергии в резьбе изучены недостаточно (см. В.И.Максак, Э.Б.Цхай «О рассеянии энергии в резьбовом соединении». - Сб. докладов междунар. конф. «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири». - Томск. - 2010 - с.146-148; Д.Н.Решетов, Н.В.Палочкина «Исследование демпфирования колебаний в резьбовом соединении». - Изв. вузов. Машиностроение. - №1. - 1972. - с.19-23).Existing damping methods with threaded joints are divided into structural hysteresis in the supporting surfaces of the nut end face and damping with thread turns. If the damping on the end support surfaces is studied in sufficient detail, then the energy loss in the thread is not studied enough (see V.I. Maksak, E.B. Tskhai "On the dissipation of energy in a threaded connection." and intellectual resources of Siberia ". - Tomsk. - 2010 - p. 146-148; D.N. Reshetov, N.V. Palochkina" Study of vibration damping in a threaded connection. "- Izv. Universities. Engineering. - No. 1. - 1972. - p. 19-23).

Известные способы определения конструкциионного демпфирования резьбовых соединений основаны на сложных расчетах (см. Пановко Я.Г., Страхов Г.И. «Конструкционное демпфирование в резьбовых соединениях», Изв. АН Латв. ССР, 1959. - №12. - с.15-26; Хвингия М.В. и др. «Конструкционное демпфирование в узлах вибрационных машин». - Тбилиси. - 1973. - с.32-43).Known methods for determining the structural damping of threaded joints are based on complex calculations (see Panko Y. G., Strakhov GI "Structural damping in threaded joints", Izv. AN Lat. SSR, 1959. - No. 12. - p. 15 -26; Khvingia M.V. et al. “Structural Damping in the Units of Vibrating Machines.” - Tbilisi. - 1973. - p. 32-43).

Основным недостатком вышеперечисленных способов определения оптимальных демпфирующих свойств резьбовых соединений является трудоемкость расчетов, которые требуют учета геометрических параметров и формы гайки, шага и номинального диаметра резьбы, шероховатости поверхности витков, диаметра отверстия под болт и материалов соединения.The main disadvantage of the above methods for determining the optimal damping properties of threaded joints is the complexity of the calculations, which require taking into account the geometric parameters and the shape of the nut, the pitch and nominal diameter of the thread, the surface roughness of the turns, the diameter of the bolt hole and the connection materials.

Причиной рассеяния энергии, т.е. конструкционного демпфирования, являются силы трения, которые совершают работу при относительном проскальзывании витков резьбы гайки и винта, а также их деформации. Общеизвестно, что потери энергии, рассеиваемой за один цикл, равны работе, совершаемой внешней силой на перемещение точки приложения силы. Она равна площади петли гистерезиса, построенной ветвями нагрузки и разгрузки соединения. Основной проблемой для построения петли гистерезиса резьбового соединения является измерение относительных перемещений витков при осевой нагрузке резьбового соединения, что объясняется труднодоступностью к виткам. Косвенно об относительных перемещениях витков можно судить по радиальной деформации гайки.The cause of energy dissipation, i.e. structural damping, are friction forces that perform work with relative slippage of the threads of the nut and screw, as well as their deformation. It is well known that the loss of energy dissipated in one cycle is equal to the work performed by an external force to move the point of application of force. It is equal to the area of the hysteresis loop constructed by the load and unload branches of the joint. The main problem for constructing a hysteresis loop of a threaded connection is the measurement of the relative displacements of the turns under the axial load of the threaded connection, which is explained by the inaccessibility to the turns. Indirectly, the relative movements of the turns can be judged by the radial deformation of the nut.

Наиболее близко к заявленному изобретению по технической сущности является «Способ контроля усилия затяжки резьбовых соединений» (см. патент на изобретение RU №2401423 С1, кл. G01L 5/24, опубл. 01.10.2010), выбранный за прототип).Closest to the claimed invention in technical essence is the "Method of controlling the tightening force of the threaded connections" (see patent for invention RU No. 2401423 C1, class G01L 5/24, publ. 01.10.2010), selected for the prototype).

По известному способу контроль усилия затяжки осуществляют при помощи устройства, содержащего устройство для осевого нагружения, образец резьбового соединения, датчик радиальной деформации и прибор для регистрации радиальной деформации.According to the known method, the control of the tightening force is carried out using a device containing a device for axial loading, a sample of a threaded connection, a radial deformation sensor and a device for recording radial deformation.

Согласно прототипу, испытуемые образцы резьбового соединения устанавливают на стенд, болт фиксируют от проворачивания, производят затяжку резьбового соединения, нагружают его полной рабочей осевой нагрузкой и регистрируют при помощи датчика радиальной деформации величину поперечной деформации гайки. Затем разгружают болт от осевой силы, отвинчивают гайку и снимают болт со стенда.According to the prototype, the test samples of the threaded connection are mounted on a stand, the bolt is fixed from turning, the threaded connection is tightened, loaded with its full working axial load and the transverse strain of the nut is recorded using the radial deformation sensor. Then unload the bolt from axial force, unscrew the nut and remove the bolt from the stand.

Цель изобретения по прототипу - обеспечение необходимого усилия затяжки резьбового соединения по радиальной деформации гайки, гарантирующего работоспособность устройства, что позволяет повысить надежность затяжки резьбовых соединений, испытывающих вибрационные и переменные нагрузки.The purpose of the invention according to the prototype is to provide the necessary tightening torque of the threaded connection for radial deformation of the nut, which guarantees the operability of the device, which improves the reliability of the tightening of threaded joints experiencing vibrational and variable loads.

К недостатку способа по прототипу следует отнести невозможность выявления наиболее оптимальной конструкции резьбового соединения для гашения вибраций, которые могут привести к самоотвинчиванию.The disadvantage of the prototype method is the impossibility of identifying the most optimal design of a threaded connection for damping vibrations, which can lead to self-unscrewing.

Задача изобретения - выбор наиболее оптимальной конструкции резьбового соединения, обеспечивающего наилучшее демпфирование из предложенных вариантов резьбовых соединений, имеющих различные номинальные диаметры, шаг резьбы, поперечные размеры, форму и высоту гайки, шероховатость поверхности витков и диаметр отверстия под болт.The objective of the invention is the selection of the most optimal design of a threaded joint, providing the best damping from the proposed threaded joints with different nominal diameters, thread pitch, transverse dimensions, shape and height of the nut, surface roughness of the turns and the diameter of the bolt hole.

Технический результат изобретения - управление конструкционным демпфированием, минуя сложные расчеты, для повышения надежности резьбовых соединений, работающих в условиях вибраций и переменных осевых нагрузок, экспериментальным способом, путем регистрации демпфирования непосредственно в витках резьбы.The technical result of the invention is the control of structural damping, bypassing complex calculations, to increase the reliability of threaded joints operating under conditions of vibration and variable axial loads, experimentally, by recording damping directly in the threads.

Задача решена следующим образом.The problem is solved as follows.

Как и в прототипе, по заявленному способу выбора конструкции резьбового соединения с оптимальными демпфирующими характеристиками, болт испытуемого резьбового соединения фиксируют от проворачивания и производят затяжку резьбового соединения, нагружая болт полной рабочей осевой нагрузкой, и регистрируют деформации в резьбовом соединении, полученные в процессе нагрузки. После достижения заданного усилия затяжки резьбовое соединение разгружают.As in the prototype, according to the claimed method of selecting the design of a threaded connection with optimal damping characteristics, the bolt of the tested threaded connection is fixed from turning and the threaded connection is tightened, loading the bolt with full working axial load, and deformations in the threaded connection obtained during the load are recorded. After reaching the set torque, the threaded connection is unloaded.

В отличие от прототипа испытанию при одинаковых нагрузках подвергают резьбовые соединения, отличающиеся друг от друга по одному или более параметров, например по габаритным размерам гайки, шероховатости поверхности витков, шагу резьбы, номинальным диаметрам. В процессе нагрузки и разгрузки каждого резьбового соединения регистрируют радиальную деформацию гайки или относительные перемещения витков в автоматическом режиме на двухкоординатном самопишущем потенциометре. Осуществляют запись петли гистерезиса в координатах «осевая нагрузка - радиальная деформация гайки» или «осевая нагрузка - относительные перемещения витков», а выбор резьбового соединения осуществляют по площади петли гистерезиса. Оптимальным считают резьбовое соединение с наибольшей площадью петли гистерезиса.In contrast to the prototype, threaded joints are subjected to the test at the same loads, differing from each other in one or more parameters, for example, by the overall dimensions of the nut, surface roughness of the turns, thread pitch, and nominal diameters. During loading and unloading of each threaded connection, radial deformation of the nut or relative movement of the turns in automatic mode is recorded on a two-coordinate recording potentiometer. The hysteresis loop is recorded in the coordinates “axial load - radial deformation of the nut” or “axial load - relative movement of the turns”, and the threaded connection is selected according to the area of the hysteresis loop. The threaded connection with the largest area of the hysteresis loop is considered optimal.

Радиальную деформацию гайки регистрируют с помощью датчика радиальной деформации (см. патент на полезную модель RU №90893), который устанавливают на гайке у опорного торца, где она наибольшая.The radial deformation of the nut is recorded using the radial deformation sensor (see patent for utility model RU No. 90893), which is installed on the nut at the supporting end, where it is greatest.

Относительные перемещения витков регистрируют, например, дифференциальным емкостным преобразователем по авторскому свидетельству СССР №72090, который устанавливают также у опорного торца гайки, что позволяет регистрировать наибольшие перемещения витков гайки относительно витков болта.Relative movements of the turns are recorded, for example, by a differential capacitive transducer according to USSR author's certificate No. 72090, which is also installed at the supporting end of the nut, which makes it possible to record the largest movements of the turns of the nut relative to the turns of the bolt.

Экспериментально установлено, что при осевом циклическом нагружении резьбового соединения главной причиной рассеяния энергии является относительное проскальзывание контактирующих витков, а связанная с ним радиальная деформация тела гайки имеет наибольшее увеличение поперечных размеров у опорного торца. (Цхай Э.Б. Радиальная деформация гайки - «Исследование, конструирование и расчет резьбовых соединений». - межвуз. научн. сб. - Изд-во Сарат. ун-та, 1983. - С.3-8). Измерение относительных перемещений витков или радиальной деформации гайки позволяет легко записывать петли гистерезиса для оценки гистерезисных потерь в резьбовом соединении.It was experimentally established that under axial cyclic loading of a threaded joint, the main cause of energy dissipation is the relative slip of the contacting coils, and the radial deformation of the nut body associated with it has the largest increase in the transverse dimensions at the supporting end. (Tskhai E.B. Radial Deformation of the Nut - “Research, Design and Calculation of Threaded Joints.” - Inter-University. Scientific Collection - Publishing House of Sarat. University, 1983. - S.3-8). Measuring the relative displacements of the turns or the radial deformation of the nut makes it easy to record hysteresis loops to evaluate hysteresis losses in the threaded joint.

Полученные петли гистерезиса сравнивают между собой и по их площади производят отбор образцов, которые наиболее эффективно гасят вибрации, учитывая, что петли гистерезиса с наибольшей площадью свидетельствуют о наибольшем рассеянии энергии.The resulting hysteresis loops are compared with each other and their area is used to select samples that most effectively dampen vibrations, given that the hysteresis loops with the largest area indicate the greatest energy dissipation.

Анализ технических решений по выбору оптимальных резьбовых соединений, с точки зрения демпфирования, показал, что ни один из известных способов не позволяет осуществить эффективное конструкционное демпфирование. Это связано с тем, что такой выбор основан на расчете, а составляющие их формул изменяются в широком диапазоне (например, коэффициенты трения почти на порядок).Analysis of technical solutions for the selection of optimal threaded joints, from the point of view of damping, showed that none of the known methods allows for effective structural damping. This is due to the fact that such a choice is based on calculation, and the components of their formulas vary over a wide range (for example, friction coefficients are almost an order of magnitude).

Не известны способы, по которым осуществляется запись петель гистерезиса резьбового соединения в координатах «осевая нагрузка - радиальная деформация тела гайки» или «осевая нагрузка - относительные перемещения витков», когда деформация измеряется непосредственно в витках резьбового соединения и используется для записи петли гистерезиса.There are no known methods by which the hysteresis loops of a threaded joint are recorded in the coordinates “axial load - radial deformation of the nut body” or “axial load — relative displacements of turns”, when the deformation is measured directly in the turns of the threaded connection and is used to record the hysteresis loop.

Это подтверждает наличие изобретательского уровня у заявляемого способа.This confirms the presence of inventive step in the proposed method.

Способ поясняется чертежами. На фиг.1 изображено устройство для осуществления заявляемого способа, которое содержит устройство для осевой нагрузки резьбового соединения 1, образец резьбового соединения 2, датчик радиальной деформации гайки или дифференциальный емкостной преобразователь 3, прибор для регистрации радиальной деформации гайки или относительных перемещений витков 4 и двухкоординатный самопишущий потенциометр 5.The method is illustrated by drawings. Figure 1 shows a device for implementing the inventive method, which contains a device for axial load of a threaded connection 1, a sample of a threaded connection 2, a sensor for radial deformation of a nut or a differential capacitive transducer 3, a device for recording radial deformation of a nut or relative movements of turns 4 and a two-coordinate recorder potentiometer 5.

На фиг.2, 3 и 4 изображены графики зависимости радиальной деформации от осевой нагрузки гайки М12×1,5 различных поперечных размеров, т.е. размеров под ключ, равных сответственно 19, 22 и 24 мм. Высота всех гаек одинакова. По оси абсцисс отложена радиальная деформация гайки, по оси ординат - осевая нагрузка. На фиг.5 показано, как устанавливается дифференциальный емкостной преобразователь для регистрации относительных перемещений витков.Figures 2, 3 and 4 show graphs of the dependence of the radial deformation on the axial load of the nut M12 × 1.5 of various transverse dimensions, i.e. turnkey sizes equal respectively 19, 22 and 24 mm. The height of all nuts is the same. The radial deformation of the nut is plotted along the abscissa, and the axial load is plotted along the ordinate. Figure 5 shows how to install a differential capacitive transducer for recording the relative movements of the turns.

Способ промышленно применим. Реализация способа не вызывает затруднений у специалистов данной области. Он может быть многократно реализован с достижением технического результата.The method is industrially applicable. The implementation of the method does not cause difficulties for specialists in this field. It can be repeatedly implemented with the achievement of a technical result.

Способ осуществляется следующим образом. Испытуемые образцы резьбового соединения 2 (см. фиг.1) устанавливают в устройство для осевого нагружения 1. На гайку резьбового соединения 2 устанавливают датчик радиальной деформации или дифференциальный емкостной преобразователь 3, непосредственно у опорного торца, где наблюдается наибольшая величина относительных перемещений витков или радиальной деформации. С учетом условий эксплуатации производят осевое нагружение резьбового соединения, соответствующее фиксированной величине, например, от минимальной эксплуатационной нагрузки до заданного усилия затяжки. Производят запись петли гистерезиса. Сигнал от датчика радиальной деформации или дифференциального емкостного преобразователя 3 поступает на прибор для регистрации 4, а затем на двухкоординатный самопишущий потенциометр 5. Применение дифференциального емкостного преобразователя (см. фиг.5) предпочтительно, т.к. он устанавливается непосредственно у витков резьбы и регистрирует относительные перемещения витков, для чего крайние электроды закрепляются в теле гайки, а средний электрод установлен на витке болта. На вторую координату самописца 5 поступает сигнал от датчика усилия затяжки устройства для осевого нагружения 1. Таким образом, на двухкоординатном самопишущем потенциометре 5 в координатах «нагрузка - радиальная деформация» или «нагрузка - относительные перемещения витков» записывают первую ветвь петли гистерезиса. Затем резьбовое соединение разгружают до минимальной эксплуатационной нагрузки с записью второй ветви петли гистерезиса.The method is as follows. The test samples of the threaded connection 2 (see Fig. 1) are installed in the device for axial loading 1. A radial deformation sensor or differential capacitive transducer 3 is installed on the nut of the threaded connection 2, directly at the supporting end, where the largest relative displacement of the turns or radial deformation is observed . Taking into account the operating conditions, the threaded joint is axially loaded corresponding to a fixed value, for example, from the minimum operating load to the specified tightening force. Record the hysteresis loop. The signal from the radial deformation sensor or differential capacitive transducer 3 is fed to the device for recording 4, and then to a two-coordinate recording potentiometer 5. The use of a differential capacitive transducer (see Fig. 5) is preferable, because it is installed directly at the threads and registers the relative movements of the turns, for which the extreme electrodes are fixed in the body of the nut, and the middle electrode is mounted on the turn of the bolt. The second coordinate of the recorder 5 receives a signal from the tightening force sensor of the device for axial loading 1. Thus, on the two-coordinate recording potentiometer 5, the first branch of the hysteresis loop is recorded in the coordinates "load - radial deformation" or "load - relative displacement of turns". Then the threaded connection is unloaded to the minimum operating load with the recording of the second branch of the hysteresis loop.

Следует указать, что все петли должны быть записаны при одинаковом диапазоне нагрузок. В последующем испытанию подвергают все образцы, представленные для выбора наилучшего варианта. Изучают полученные петли гистерезиса, определяют их площадь и сравнивают их форму. На основании этого производят оптимальный выбор необходимой конструкции резьбового соединения, которое наиболее эффективно гасит вибрации, учитывая, что петли гистерезиса с наибольшей площадью свидетельствуют о наибольшем рассеянии энергии.It should be noted that all loops should be recorded under the same load range. In the subsequent test, all samples submitted for the selection of the best option are subjected. The obtained hysteresis loops are studied, their area is determined, and their shape is compared. Based on this, the optimal choice of the necessary design of the threaded connection is made, which most effectively dampens the vibrations, given that the hysteresis loops with the largest area indicate the greatest energy dissipation.

По указанному способу были исследованы резьбовые соединения различных типоразмеров. На фиг.2-4 приведены петли гистерезиса гаек M12×1,5. Как видно из приведенных графиков петли отличаются формой и площадью. Например, гайки с размерами «под ключ» 19 и 22 мм практически при одинаковой радиальной деформации гайки существенно отличаются площадью петли. Для гашения колебаний устройства более предпочтительной будет гайка с «размером под ключ» 22 мм, имеющая большую площадь петли гистерезиса.According to the specified method, threaded connections of various sizes were investigated. Figure 2-4 shows the hysteresis loops of nuts M12 × 1.5. As can be seen from the above graphs, the loops differ in shape and area. For example, nuts with a turnkey size of 19 and 22 mm with virtually the same radial deformation of the nut significantly differ in the area of the loop. To damp the vibrations of the device, a nut with a "turn-key size" of 22 mm, having a large area of the hysteresis loop, will be more preferable.

Результаты экспериментов, отражающих влияние наружного диаметра гайки М36×2, высоты гайки M12×1,5 и «размера под ключ», параметров шероховатости поверхности, а так же поглощаемой энергии приведены в таблице, где:The results of the experiments, reflecting the influence of the outer diameter of the nut M36 × 2, the height of the nut M12 × 1.5 and the “turn-key size”, surface roughness parameters, as well as the absorbed energy are given in the table, where:

Днар - наружный приведенный диаметр гайки;Dnar is the outer reduced diameter of the nut;

S - размер гайки «под ключ»; h - высота гайки;S - “turnkey” nut size; h is the height of the nut;

Ra и Rz - высотные параметры шероховатости поверхности.Ra and Rz are the height parameters of surface roughness.

ТаблицаTable Образец гайкиNut sample Нагрузка, кНLoad, kN Площадь петли, см2 Loop area, cm 2 Поглощаемая энергия, кН мкмThe absorbed energy, kN microns ДеформацияDeformation М36×2M36 × 2 21-4921-49 1717 41,6541.65 Относительные перемещения витков, мкмThe relative movement of the turns, microns Днар=70 ммDnar = 70 mm М36×2M36 × 2 21-4921-49 88 2828 Днар=60 ммDnar = 60 mm M12×1,5M12 × 1.5 20-4020-40 20twenty 18,8018.80 Радиальная деформация гайки, мкмRadial deformation of the nut, microns S=24; h=10 ммS is 24; h = 10 mm M12×1,5M12 × 1.5 20-4020-40 2323 21,3921.39 S=24; h=15 ммS = 24; h = 15 mm M12×1,5M12 × 1.5 28-4928-49 1313 28,7328.73 S=22; h=10 ммS = 22; h = 10 mm Ra=2 мкмRa = 2 μm М12×1,5M12 × 1.5 28-4928-49 20twenty 42,642.6 S=22; h=10 ммS = 22; h = 10 mm Rz=40 мкмRz = 40 μm M12×1,5M12 × 1.5 20-4020-40 1717 15,9815.98 S=19:h=10 ммS = 19: h = 10 mm

Как видно из таблицы, например, для образцов с резьбой M12×1,5 имеющих различную шероховатость поверхности витков, образец с шероховатостью Rz=40 мкм имеет лучшие демпфирующие характеристики, т.к. площадь его петли больше и составляет 20 см2, больше и поглощаемая энергия - 42,6 кН·мкм, по сравнению с 28,73 кН·мкм у образца Ra=2 мкм.As can be seen from the table, for example, for samples with M12 × 1.5 threads having different roughnesses of the surface of the coils, a sample with a roughness of Rz = 40 μm has better damping characteristics, because its loop area is larger and amounts to 20 cm 2 , and the absorbed energy is also larger - 42.6 kN · μm, compared with 28.73 kN · μm for the sample Ra = 2 μm.

Для образцов М36×2 оптимальными демпфирующими свойствами обладает образец с наружным диаметром гайки 70 мм, а при равных размерах «под ключ» образцов M12×1,5, равных 24 мм, лучшими демпфирующими характеристиками будет резьбовое соединение с высотой гайки h=15 мм.For M36 × 2 samples, a sample with an external nut diameter of 70 mm has optimal damping properties, and with equal turnkey sizes of M12 × 1.5 samples equal to 24 mm, a threaded connection with a nut height h = 15 mm is the best damping characteristic.

Claims (4)

1. Способ выбора резьбовых соединений с оптимальными демпфирующими характеристиками, согласно которому болт испытуемого резьбового соединения фиксируют от проворачивания, производят затяжку резьбового соединения, нагружая болт полной рабочей осевой нагрузкой, регистрируют деформации в резьбовом соединении, полученные в процессе нагрузки, а после достижения заданного усилия затяжки резьбовое соединение разгружают, отличающийся тем, что испытанию при одинаковых осевых нагрузках подвергают резьбовые соединения, различающиеся друг от друга по одному или более параметров, например по габаритным размерам гайки, шероховатости поверхности витков, шагу резьбы, номинальным диаметрам, причем в процессе нагрузки и разгрузки для каждого резьбового соединения регистрируют радиальную деформацию гайки или относительные перемещения витков и осуществляют запись петли гистерезиса в координатах «осевая нагрузка - радиальная деформация гайки» или «осевая нагрузка - относительные перемещения витков», а выбор резьбового соединения с оптимальными демпфирующими характеристиками осуществляют по площади петли гистерезиса, при этом оптимальным считают резьбовое соединение с наибольшей площадью петли гистерезиса.1. A method of selecting threaded connections with optimal damping characteristics, according to which the bolt of the tested threaded connection is fixed against rotation, the threaded connection is tightened by loading the bolt with full working axial load, deformations in the threaded connection obtained during the load are recorded, and after reaching the specified tightening force the threaded connection is unloaded, characterized in that the threaded connections that differ from each other are subjected to the test at the same axial loads one or more parameters, for example, the nut’s overall dimensions, surface roughness, thread pitch, nominal diameters, and during loading and unloading, for each threaded joint, radial deformation of the nut or relative movements of the turns are recorded and the hysteresis loop is recorded in the axial coordinates load - radial deformation of the nut "or" axial load - the relative movement of the turns ", and the choice of threaded connections with optimal damping characteristics o uschestvlyayut area of the hysteresis loop, the optimum is considered the threaded joint with the greatest area of the hysteresis loop. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиальную деформацию гайки регистрируют с помощью датчика радиальной деформации, который устанавливают на гайке у опорного торца.2. The method according to claim 1, characterized in that the radial deformation of the nut is recorded using a radial deformation sensor, which is installed on the nut at the supporting end. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что относительные перемещения витков регистрируют дифференциальным емкостным преобразователем.3. The method according to claim 1, characterized in that the relative movements of the turns are recorded by a differential capacitive transducer. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для записи петель гистерезиса используют двухкоординатный самопишущий потенциометр. 4. The method according to claim 1, characterized in that for recording hysteresis loops using a two-coordinate recording potentiometer.
RU2011139809/28A 2011-09-29 2011-09-29 Method of selecting thread joint with optimum damping characteristics RU2482455C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139809/28A RU2482455C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Method of selecting thread joint with optimum damping characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139809/28A RU2482455C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Method of selecting thread joint with optimum damping characteristics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011139809A RU2011139809A (en) 2013-04-10
RU2482455C1 true RU2482455C1 (en) 2013-05-20

Family

ID=48789962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011139809/28A RU2482455C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Method of selecting thread joint with optimum damping characteristics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2482455C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818012C1 (en) * 2024-01-09 2024-04-23 Василий Глебович Сазонов Method of determining coefficient of friction in thread

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1608734A1 (en) * 1988-12-26 1990-11-23 Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Unit for studying properties of threaded joint
US20030056605A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Angelo Chiapuzzi Screwer test bench comprising a resisting torque simulation unit
RU2296307C1 (en) * 2005-11-07 2007-03-27 Российская Федерация,от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Device for checking drawing-up force of threaded connection
RU2401423C1 (en) * 2009-09-01 2010-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Method to control threaded joint tightening force

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1608734A1 (en) * 1988-12-26 1990-11-23 Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Unit for studying properties of threaded joint
US20030056605A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Angelo Chiapuzzi Screwer test bench comprising a resisting torque simulation unit
RU2296307C1 (en) * 2005-11-07 2007-03-27 Российская Федерация,от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Device for checking drawing-up force of threaded connection
RU2401423C1 (en) * 2009-09-01 2010-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Method to control threaded joint tightening force

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818012C1 (en) * 2024-01-09 2024-04-23 Василий Глебович Сазонов Method of determining coefficient of friction in thread

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011139809A (en) 2013-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109612855B (en) A fretting fatigue testing device for high temperature rotary bending fatigue testing machine
CN103389202A (en) Method for testing bolt joint surface contact damping characteristics
Liu et al. Dynamic behaviour of a bolted joint subjected to torsional excitation
CN103528808B (en) Based on cylinder jacket fatigue test system and the test method of HF fatigue testing machine
Sun et al. Mechanism and quantitative evaluation model of slip-induced loosening for bolted joints
RU2482455C1 (en) Method of selecting thread joint with optimum damping characteristics
RU2401423C1 (en) Method to control threaded joint tightening force
Husain et al. Effect of cracks on the natural frequency of cylindrical shell structures
CN108166001B (en) A kind of material cathodic protection testing device and method under slow stretching state
CN109827857B (en) Multi-parameter multi-axis fretting fatigue test device and method
Fini et al. Experimental Investigation on the Fatigue Strength for Different Tightening Procedures and Materials in Metric Screws
CN119935734A (en) A coal rock creep disturbance test method
CN103017993B (en) A kind of novel multi-axial forces control vibration test fixture
Zargar et al. Effect of pellet-cladding bonding on the vibration of surrogate fuel rods
CN104596836A (en) Tubular product fretting fatigue test bridge transverse fretting loading device
Yu et al. Rolling element bearing defect detection and diagnostics using displacement transducers
CN108844813B (en) A fixture for fatigue testing machine
Wen et al. Design and experiment of inerter-rubber vibration isolator based on parallel inerter-spring-damper system
RU2589628C1 (en) Method of selecting best sample of nut to ensure strength of threaded connection
Gajdoš et al. Microplastic limit of steels as a means of fatigue limit determination
Vieira et al. Preliminary evaluation of the loading characteristics of biaxial tests at low and very high frequencies
CN108254186A (en) Lead screw transmission loads the rolling bearing fatigue life pilot system of radially alternating load
Fukuoka et al. Evaluation of Specific Mechanical Behavior of Fine Screw Threads by Finite Element Analysis and Experiments
Li et al. Experimental study on mechanical characteristics of knitted-dapped metal rubber
Tonoiu et al. Design and Testing of Improved Test Bars for Measuring the Rigidity of Spindles of Normal Lathes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130930