Você entende a pré-carga do parafuso? Quais são os efeitos sobre a montagem de peças de precisão

Você entende a pré-carga do parafuso? Quais são os efeitos sobre a montagem de peças de precisão

A pré-carga do parafuso é um fator importante que não pode ser ignorado na usinagem e montagem de ultra-precisão. Com base no módulo de análise de contato ANSYS, várias estruturas de mesa circular paralela com estrutura simétrica rotativa são adotadas em vez da estrutura de ângulo de elevação helicoidal da rosca. Um modelo de cálculo e análise de rosca com referência prática de engenharia foi estabelecido. Através da análise de elementos finitos, Foram calculadas as características de deformação dos conectores e dos dentes rosqueados submetidos à pré-carga do parafuso.

01 introdução introdução

A pré-carga das roscas favorece o reforço da rigidez, estanqueidade, anti-afrouxamento e antiderrapagem [1] das juntas, a fim de evitar lacunas ou deslizamentos relativos entre as peças unidas após a carga. O controle adequado da pré-carga é fundamental para garantir a qualidade da união roscada. Uma pré-carga muito pequena fará com que a união se afrouxe e falhe. Uma pré-carga muito grande, por sua vez, fará com que o conector seja puxado e quebrado durante a deformação da montagem ou sobrecarga acidental [2].

O foco dos pesquisadores na pré-carga do parafuso está focado principalmente na falha do parafuso, no modelo de pré-carga e no método de controle de engenharia. O tratamento do modelo do parafuso foi bastante simplificado [5] e falta uma preocupação efetiva com a deformação interna das peças do processo de montagem, como a deformação do tipo dente de rosca causada pela pré-carga do parafuso.

02 modelos de cálculo

Figura 1. Modelo de cálculo

A fim de simplificar o grau de complexidade do problema analisado e facilitar a exploração das leis científicas nele contidas, sem perder a generalidade, o modelo geométrico utilizado para os cálculos adota uma estrutura com simetria rotativa, conforme mostrado na figura 1. O modelo é composto de dois conectores: através do conector do furo, rosca o conector e o parafuso, espaçador. O diâmetro nominal do parafuso é M8, o tamanho do conector do furo deve ser 50×20, o diâmetro do furo do centro deve ser 9, o tamanho do conector da rosca deve ser 50×20, o centro tem uma rosca M8 através do furo, o diâmetro externo da junta deve ser 16, o diâmetro interno deve ser 9, a espessura é 1, 6. Como a relação entre a pré-carga do parafuso e o torque de aperto já é bastante estabelecida [6], a deformação de cada junta é analisada, dada a pré-carga do parafuso diretamente de 5kN.

03 o estudo de simplificação do modelo tem como foco a análise da deformação global do conector, sob a ação da força de tração do próprio parafuso, e do problema de tensão e deformação na parte roscada mais fraca. Devido a stress e deformações relativamente grande espiral parte então para análise de problemas físicos, reflecte plenamente a estrutura real o modelo de cálculo, cumprem as normas modelo ideal é construir nacionais verdadeira espiral modelo geométrico, depois correspondente stress estirpe análise, o resultado é persuasivo.

No entanto, a modelagem de sólidos geométricos apresenta grande dificuldade devido à complexidade do modelo geométrico da rosca real, pois o vetor normal do contato da rosca com a superfície do tipo dente varia de acordo com a posição, devido ao ângulo de elevação da hélice, dificultando a construção do modelo correto mesmo no software de modelagem tridimensional UG. Mesmo em software de modelagem tridimensional que conseguiríamos construir modelos certas entidades, devido a interações entre espiral categoria pertence a análise de contacto, em análise ANSYS contacto, se a interface ou objectivo todo o fio em espiral de superfície, vetor normal vai aparecer um pouco de contacto entre o ponto lá fora, um segundo aponta contradições internas, Torna difícil para o ANSYS conseguir uma solução correta e eficiente do problema. A fim de destacar as características do problema de análise, sem perder a viabilidade do mesmo, é necessária uma simplificação da estrutura da rosca. A simplificação é a seguinte: as dimensões estruturais, tais como o ângulo do dente, são mantidas inalteradas, e a estrutura do ângulo helicoidal de elevação é substituída por várias estruturas de mesa circular paralelas, como mostrado na figura 2. Os parâmetros estruturais, como o passo da rosca e o tipo de dente, permanecem inalterados e são modelados de acordo com os padrões gb. Este método de simplificação, por um lado, simplifica o modelo de rosca, por outro lado, também incorpora totalmente a tensão de contato entre a rosca interna e externa e a deformação real, o resultado do cálculo tem algum significado prático e orientação.