Determinação da pré-carga do parafuso

Determinação da pré-carga do parafuso

2.1 fórmula de cálculo do torque de aperto

Após um estudo sobre a pré-carga em estruturas aeronáuticas realizado pela boeing, fabricante de aeronaves de renome internacional, chegou-se às seguintes conclusões: Para os parafusos usados na estrutura geral da aviação, o tamanho da pré-carga deve ser cerca de metade de sua carga de rendimento e não mais de 70%, no máximo. No entanto, como a estrutura da aviação será afetada pela carga dinâmica da aeronave, a pré-carga do parafuso deve ser adequadamente ajustada para baixo, selecionando cerca de 35% de sua carga de rendimento o mais adequado. A pré-carga de parafusos aeroestruturais é calculada com a seguinte fórmula:

Onde: F é a pré-carga do parafuso; K1 é expresso como o coeficiente de pré-carga, que em geral é escolhido entre 0, 35 e 0, 7; As é a área da seção de tensão do parafuso; σs é o ponto de escoamento do material do parafuso.

A fórmula só pode ser calculada teoricamente para a pré-carga do parafuso. Na prática, é impossível medir com precisão a pré-carga do parafuso e, em seguida, não conseguir um controle preciso. Portanto, o trabalho real geralmente converte a fórmula de pré-carga para obter a fórmula de cálculo do torque de aperto, de modo a controlar o torque de aperto e realizar o controle da pré-carga.

O torque de aperto refere-se principalmente aos seguintes três tipos: primeiro, o torque necessário para que a estrutura de conexão aparafusada produza a pré-carga desejada; Em segundo lugar, o torque necessário para superar a resistência ao atrito gerada durante o aperto; Em terceiro lugar, superar a resistência do mecanismo de travamento automático do torque necessário. Finalmente, de acordo com o tipo de torque de aperto, a fórmula teórica para o cálculo do torque de aperto do parafuso é organizada:

Onde: F representa a pré-carga esperada; M é o momento final de aperto do parafuso; D2 é o diâmetro médio da linha; P é o passo; μ1 coeficiente de atrito entre o conector e a porca; μ2 é o coeficiente de atrito entre as linhas; β é meio ângulo em forma de dente rosqueado; λ é o ângulo de elevação da linha; ρ é o ângulo de atrito entre as roscas do parafuso e da porca; R é o raio do círculo externo da superfície de suporte da porca; R é o raio do círculo dentro da superfície de suporte da porca. No entanto, no trabalho real, se o torque de aperto do parafuso for calculado de acordo com a fórmula (2), parecerá muito problemático. Portanto, para facilitar o cálculo da engenharia real, simplifique (2) e, finalmente, obtemos a seguinte fórmula:

(3) na fórmula: K2 é o coeficiente de torque de aperto; F é expresso como a pré-carga e F é calculado pela equação (1); D é o diâmetro nominal da linha.

2.2 método de teste de torque de aperto

Após o estudo de um grande número de resultados experimentais da fórmula acima, uma conclusão pode ser tirada: os momentos calculados através da fórmula (3) podem satisfazer os requisitos de engenharia relevantes em geral.

Mas porque a estrutura da aviação é muito exigida para a estabilidade e a firmeza, assim que a fim obter o torque exato, os resultados do cálculo precisam ser validados através do experimento. Os métodos específicos são os seguintes: primeiro, a pré-carga F necessária para conectar a estrutura é calculada de acordo com a equação (1); Em segundo lugar, de acordo com os resultados do cálculo da fórmula (1), são calculados os torques das estruturas de ligação; Em terceiro lugar, em estrita conformidade com os requisitos de torque na estrutura de conexão dos documentos nacionais relevantes, realizar experimentos para verificar o erro entre o torque e a pré-carga teórica do parafuso.