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摘要：螺栓預(yù)緊力對齒輪傳動裝置的運行質(zhì)量起關(guān)鍵作用，通過試驗分析支撐面涂漆對螺栓預(yù)緊 力及防松效果的影響，確認支撐面是否涂漆對螺栓預(yù)緊力及防松效果沒有顯著影響。

１　試驗背景      

螺栓連接是齒輪傳動裝置中各部件連接的主要形 式，螺栓連接的質(zhì)量對齒輪傳動裝置的后期運行起重 要作用。 螺栓連接除考慮裝配時滿足要求外，還需要 考慮運行過程中的持久性，即齒輪傳動裝置運行過程 中螺栓不得產(chǎn)生松動。     

王欣等［１］研究工程車輛車輪螺栓在緊急制動工況 下預(yù)緊力衰減的影響因素，趙振龍［２］研究發(fā)動機飛輪 螺栓預(yù)緊力衰減的影響因素，葉飛等［３］對非金屬墊片 對螺栓軸力衰減的影響進行研究，賀茁煒［４］研究扭矩 緊固法潤滑工況對螺栓預(yù)緊力的影響，劉志學等［５］研 究摩擦因數(shù)對螺栓連接應(yīng)力的影響，陳衍祥等［６］進行 高強度螺栓軸力與扭矩關(guān)系線性回歸分析及不確定評 定，尹國慶等［７］分析螺栓液壓拉伸器預(yù)緊軸力回彈現(xiàn) 象，劉寧等［８］研究擰緊策略及其對螺栓預(yù)緊力的影響。   

目前，還較少有文獻研究支撐面涂漆對螺栓預(yù)緊 力衰減及防松效果的影響，筆者通過試驗研究被夾緊 零件螺栓支撐面涂漆對螺栓預(yù)緊力衰減及防松效果的影響。

２　試驗內(nèi)容      

為模擬實際工況，試驗采用ＱＴ４００－１８ＡＬ材質(zhì)夾 緊塊，緊固螺栓采用４２ＣｒＭｏＡ 材質(zhì)，為產(chǎn)品實際裝配 過程中使用的同批次螺栓。 螺栓與夾緊塊支撐面安裝 有防松墊圈進行防松，同為產(chǎn)品實際裝配過程中使用 的同批次墊圈。   

為保證試驗數(shù)據(jù)準確性并具有一定參考意義，夾 緊塊支撐面涂漆與未涂漆各進行三次試驗。 由于放松 墊圈的自鎖性，裝配后夾緊塊支撐面會產(chǎn)生一定深度 的印痕，為避免支撐面粗糙度對試驗的影響，共加工六 塊夾緊塊，其中支撐面涂漆和未涂漆各三塊。 將緊固 螺栓以預(yù)緊力１０２５ ｋＮ進行緊固，放置一段時間后測 量螺栓預(yù)緊力變化，隨后按照風電齒輪箱運行工況施 加一定時間、一定幅值的振動，測量螺栓預(yù)緊力衰減情 況。 油漆使用風電齒輪實際涂裝油漆同型號。    

為減小溫度等環(huán)境的影響，試驗在實驗室內(nèi)振動 試驗機上進行。

３　試驗方案 

３．１　試驗材料    

試驗材料數(shù)量見表１，另使用少量油漆。

３．２　試驗設(shè)備    

試驗設(shè)備采用ＴＣＨ２５００Ｚ螺紋緊固件橫向振動試 驗機，如圖１所示。 

３．３　試驗步驟 

（１） 將各螺紋表面、夾緊塊端面及墊片清理干凈， 注意螺母、緊固螺栓、防松墊圈均不涂二硫化鉬、樂泰膠。 

（２）將三塊支撐面涂漆的夾緊塊、三塊支撐面未 涂漆的夾緊塊，以及緊固螺栓、螺母、防松墊圈做好對 應(yīng)標識。 

（３）以２ｒ／ｍｉｎ勻速緊固螺栓，使螺栓預(yù)緊力達到 １０２５ｋＮ。實際預(yù)緊力稍有不同，觀察在預(yù)緊過程中 墊片是否轉(zhuǎn)動。 

（４）將預(yù)緊之后的緊固螺栓靜置６ｈ，復測螺栓預(yù) 緊力并記錄。 

（５）將發(fā)生預(yù)緊力衰減的緊固螺栓再次預(yù)緊至 １０２５ｋＮ，對緊固螺栓加載振動試驗，采用垂直螺栓預(yù) 緊力方向，頻率為１２．５Ｈｚ，振幅為±１ｍｍ，振動周期 為２０００次，隨后記錄振動之后的螺栓預(yù)緊力。

４　試驗過程    

試驗共進行六次，試驗過程中采用試驗機自帶的 電動力矩進行螺栓緊固，并通過試驗機實時監(jiān)控螺栓 預(yù)緊力變化情況。支撐面未涂漆試驗及試驗后拆解情 況如圖２、圖３所示，支撐面涂漆試驗及試驗后拆解情 況如圖４、圖５所示。

５　試驗數(shù)據(jù)分析    

試驗過程中數(shù)據(jù)記錄見表２、表３。

根據(jù)圖６、表２、表３進行分析，無論支撐面是否涂 漆，螺栓瞬間衰減后預(yù)緊力均大于復擰螺栓瞬間衰減 后預(yù)緊力。      

經(jīng)計算，螺栓預(yù)緊力瞬間衰減率平均為４．８２４％， 復擰后螺栓預(yù)緊力瞬間衰減率平均為１．６２６％，靜置 ６ ｈ后螺栓預(yù)緊力衰減率平均為９．５３５％，振動后螺栓 預(yù)緊力衰減率平均為３．７５６％。      

涂漆狀態(tài)對靜置６ ｈ后及振動后螺栓預(yù)緊力衰減 量的影響分別如圖７、圖８所示。

由圖７可以看到，靜置６ ｈ后支撐面涂漆的螺栓 預(yù)緊力衰減量略大于未涂漆的螺栓。 同時由圖８可以 看到，振動后支撐面涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量略小于 未涂漆的螺栓。 

原假設(shè)為靜置６ ｈ后支撐面未涂漆的螺栓預(yù)緊力 衰減量等于支撐面涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量，備擇假設(shè)為靜置６ ｈ后支撐面未涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量不 等于支撐面涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量。 根據(jù)單因子方 差分析，靜置６ ｈ后支撐面涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量 與支撐面涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量方差分析值Ｐ為 ０． ７３１，Ｐ 大于 ０． ０５，假設(shè)檢驗置信水平為０．９５，無法 拒絕原假設(shè)，因此靜置６ ｈ后支撐面是否涂漆對螺栓 預(yù)緊力衰減量無顯著影響。

原假設(shè)振動后支撐面未涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量 等于支撐面涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量，備擇假設(shè)為振 動后支撐面不涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量不等于支撐面 涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量。

根據(jù)單因子方差分析，振 動后支撐面未涂漆的螺栓預(yù)緊力衰減量與支撐面涂漆 的螺栓預(yù)緊力衰減量方差分析值Ｐ為０．１３５，Ｐ大于 ０． ０５，假設(shè)檢驗置信水平為０．９５，無法拒絕原假設(shè)，因 此振動后支撐面是否涂漆對螺栓預(yù)緊力衰減量無顯著 影響。 

６　結(jié)束語      

筆者通過試驗研究支撐面涂漆對螺栓預(yù)緊力及防 松效果的影響。 根據(jù)試驗，產(chǎn)品裝配的螺栓緊固過程 中應(yīng)注意三點。 （１） 螺栓安裝靜置６ ｈ后，應(yīng)進行復擰，以保證最 終預(yù)緊力滿足要求。 （２） 產(chǎn)品運行過程中，由于振動的影響，螺栓預(yù)緊 力會產(chǎn)生一定的衰減，但是衰減量較小，平均衰減率為 ３． ７５６％。 為保證產(chǎn)品運行可靠性，產(chǎn)品運行一定時間 后應(yīng)進行預(yù)緊力檢測，必要時進行螺栓復擰。 （３） 螺栓支撐面是否涂漆對靜置６ ｈ后和運行振 動后螺栓預(yù)緊力衰減量無顯著性影響，雖樣本量較少， 但仍有一定的參考價值。

參考文獻：

［ １］　王欣，楊敏，唐鋒，等．工程車輛車輪螺栓預(yù)緊力衰減研究 ［Ｊ］． 起重運輸機械，２０２３（２）：７４－７８．

［ ２］　趙振龍．發(fā)動機飛輪螺栓預(yù)緊力衰減原因分析和改進 ［Ｊ］． 柴油機，２０２２，４４（４）：３５－３９．