電批擰緊、擰松螺栓的受力分析 請大家指正

Miles_chen

網上可找到很多 螺母+螺栓 組合的受力分析資料，大致過程如下圖1：
螺紋副中，螺母所受到的軸向載荷Q是沿螺紋各圈分布的，為便于分析，用集中載荷Q代替，并設Q作用于中徑d2圓周的一點上。這樣，當螺母相對于螺桿等速旋轉時，可看作為一滑塊(螺母)沿著以螺紋中徑d2展開，斜度為螺紋升角l的斜面上等速滑動。
勻速擰緊螺母時，相當于以水平力推力F推動滑塊沿斜面等速向上滑動。設法向反力為N，則摩擦力為fN，f為摩擦系數，ρ 為摩擦角，ρ = arctan f。由于滑塊沿斜面上升時，摩擦力向下，故總反力R與Q的的夾角為λ+ρ 。由力的平衡條件可知，R、F和Q三力組成力封閉三角形，由圖1可得：

file:///C:/Users/aview/AppData/Local/YNote/Data/maifeixiu@126.com/b9d1b6c7b4a84b2fb8d5005527a80090/clipboard.png
等速上升： Ft=Qtan(ф+ρ)
等速上升所需力矩：
T= Ftd2/2= Qtan(ф+ρ)d2/2

等速下降： Ft=Qtan(ф—ρ)
等速下降所需力矩：
T= Ftd2/2= Qtan(ф—ρ)d2/2



現需欲分析，受力對象為螺釘，即用電批擰緊、擰松螺栓的過程受力，圖2：
藍色塊，表示工件上螺孔的內螺紋，擰緊過程，螺栓下旋，摩擦力沿斜面向上：

• 接觸面問題：擰緊時，螺栓應該是下旋，螺栓的外螺紋在  螺孔的內螺紋內行進。所以應該下圖中左圖的接觸點吧？
• 軸向載荷Q的方向：螺栓擰緊壓迫工件，所以Q應該是向上的？
  
  • 但是若Q向上，則如何保證左圖中的接觸？
  • 若Q向上，接觸方式如右下圖？
    

借用上面螺母的分析結果，擰緊過程肯定還是滿足：
Ft=Qtan(ф+ρ)
T= Ftd2/2= Qtan(ф+ρ)d2/2
所以應該右圖是對的？
另：若電批安裝于Z軸氣缸上，氣缸下壓，使電批頂在螺栓頭部，壓力為F氣。
則此壓力，是在Q中被體現？
file:///C:/Users/aview/AppData/Local/YNote/Data/maifeixiu@126.com/b4a60460872443e4978e0c38b5e1e75b/clipboard.png


圖3，擰松的過程，螺栓逐漸退出，往上運動，所以摩擦力沿斜面向下，兩種case：

• 電批依然在上述氣缸的限制下，所以傳遞給螺栓一個F氣的力，如左下圖。
  
  • 此情況下，水平推力 Ft=F氣tan(ф+ρ)
  • 所以，當電批上方有氣缸壓制時，電批給與螺栓的轉矩必須保證Ft>F氣tan(ф+ρ) ,螺栓才能被擰松，旋出？？
    
• 若電批上方無氣缸壓制，即只有少許的重力，如右下圖。
  
  • 則所需的旋松扭矩僅需克服少許重力的摩擦力矩。
    

• 結論：
• 以螺栓為研究對象，電批在氣缸壓下情況下，擰緊、擰松螺栓，需滿足以下條件：
  
  • 擰緊：T>= Ftd2/2= Qtan(ф+ρ)d2/2
  • 擰松：T>= Ftd2/2= F氣tan(ф+ρ) d2/2
    
• PS:若擰松時，不滿足條件，則會出現電批帶動螺栓卡在螺孔內？把螺牙磨壞？
  

哦，忘了說明，以上過程，暫時忽略非矩形螺紋的當量 換算問題…（若考慮，就再加個cosB…）

Miles_chen

自己來@逍遙處士  幫忙指點下 ，我的疑惑是在哪邊有問題……特別是接觸面……

s371534995

學習學習

ywwtyw

學習學習

靈感點燃蚊香

呃，，，還沒這樣分析股偶鎖螺絲。。。。。

將軍_JCZ60

這個有分析結果了嗎？

yfjatxk

這個有分析結果了嗎？