현재 항공 분야의 엔진 제조, 생산 및 유지 보수에서 스크류 연결의 안전성에 큰 관심을 기울이고 있습니다. 특히 자동 잠금 너트의 경우 내진성이 우수하고 저항이 느슨하며 재사용이 가능하기 때문에 항공 산업에서 널리 사용됩니다.
자동 잠금 너트는 나사산이 풀리는 것을 방지하기 위해 나사산 쌍에 마찰력을 형성하기 위해 소성 변형을 채택합니다. 그러나 반복적으로 사용하면 스레드 쌍 사이의 자동 잠금 토크가 점차적으로 감소합니다.
이 연구에서는 다음 항공 분야에서 엔진의 개발, 사용 및 유지 보수에 대한 지침을 제공하기 위해 느슨한 나사 연결에 대한 내부 및 외부 요인의 영향을 분석합니다.
1, 자동 잠금 너트의 수명
원칙적으로 스레드 연결의 기능과 회전 성을 보장하려면 스레드의 결합 표면 사이에 일정한 간격을 유지해야합니다.
구조적 풀림 모드 연구에 따르면 동적 하중을받는 스레드 사이의 상대 진동은 스레드 쌍의 마찰 계수를 감소시키고 너트를 회전 시키거나 느슨하게 만듭니다. 항공 부품에서 나사 연결선은 중요한 부품입니다. 나사산 잠금 설계는 제품에 매우 중요합니다.
풀림을 방지하는 일반적인 방법에는 세 가지 유형이 있습니다.
첫째, 나사 쌍의 이동 관계를 파괴하는 느슨한 방지 모드는 용접 또는 충전에 의해 너트와 볼트의 나사산을 국부적으로 변형시킬 수 있으며 나사산 방지 효과를 실현할 수 있습니다.
둘째, 기계적 이완은 너트와 볼트의 상대적인 회전을 방지하기 위해 너트를 조인 후 추가 잠금 요소를 사용하는 것을 말합니다. 코터 핀, 스톱 와셔 등이 자주 사용되므로 실 쌍의 무게가 증가하고 분해가 어려워 질 수 있습니다.
셋째, 마찰력이 느슨하여 접촉면의 마찰을 증가시켜 얻을 수 있습니다.
자동 잠금 너트의 경우 너트의 잠금 영역을 통해 반경 방향 변형을 실현하여 풀림 방지 효과를 얻을 수 있습니다. 볼트가 자동 잠금 너트의 변형 위치에 나사로 고정되면 너트의 변형 위치가 볼트에 반경 방향 압 출력을 형성하여 나사에 정적 마찰력을 형성하고 나사 표면에 풀림 방지 토크를 갖습니다.
또한 항공 분야에서 부품의 풀림을 방지하기위한 중요한 조치입니다. 그러나 자동 잠금 너트를 사용하면 자동 잠금 힘의 거리가 감소합니다.
기존 연구와 결합하여 15 회 반복 실험 후 자동 잠금 력 거리의 한계 값이 한계 값에 가까워 질 것입니다. 사용 과정에서 나사 쌍의 잠금 영역 및 장비 상태, 가공 품질의 문제로 인해 자동 잠금 너트로 생산 된 제품이 예상 수명에 도달하지 못하므로 감쇠를 줄이기위한 효과적인 조치를 취해야합니다. 자체 잠금 너트를 사용하여 잠금 토크를 사용하여 수명을 향상시킵니다.
2, 자동 잠금 너트의 토크 감쇠에 영향을 미치는 요인 분석
（1） 재료 선택 및 열처리 방법
항공 분야의 패스너의 경우 엔진 조립 위치의 설계 조건은 스테인레스 스틸, 구조용 강철 또는 티타늄 합금에서 패스너 재질까지 선택할 수 있으며 선택은 점차 고강도 및 고온 저항의 추세를 보여줍니다. 일부 초합금 재료는 엔진 자동 잠금 너트 설계에 널리 사용됩니다.
합리적인 재료 선택은 제품의 품질을 보장하는 열쇠입니다. 셀프 록킹 너트의 수명과 기존의 실험 연구를 통해 너트의 사용 재료와 열처리 방법이 셀프 록킹 너트의 토크 감쇠에 영향을 미치며 나사의 재질, 경도, 코팅 매칭에주의를 기울이는 것으로 나타났습니다.
（2） 잠금 구조
적합한 재료를 선택하고 열처리 방법을 제어하면 리프팅 너트의 잠금 시스템에 상당한 영향을 미칩니다. 그러나 자동 잠금 너트는 풀림을 방지하기 위해 주로 마찰력에 의존하기 때문에 나사 풀림에 대한 나사 연결 부품의 움직임의 영향은 힘의 과정에서 분명하므로 자동 잠금 너트의 서비스 기간은 너트 잠금 장치의 구조적 특성과 잠금 영역의 변형에 영향을받습니다.
첫째, 항공 분야에서 자주 사용되는 일반적인 잠금 구조는 타원형 평탄 구조, 비금속 인서트 구조 및 슬롯 형 폐쇄 구조입니다.
비금속 인서트는 비금속 재료의 탄성 특성을 사용하여 필름 풀림 방지 효과를 얻습니다. 나머지는 풀림을 방지하기 위해 잠금 영역의 자동 잠금 기능을 사용합니다.
엔진에서 자동 잠금 너트의 실제 사용을 통해 다른 잠금 영역에서 자동 잠금 너트의 재사용 안정성이 다를 수 있음을 발견했습니다. 나사 쌍의 서로 다른 잠금 구조에 대한 시뮬레이션 분석은 유한 요소 소프트웨어를 사용하여 실현됩니다. 결과는 나사 쌍의 리간드 변형이 접촉 영역과 잠금 영역의 균일 한 성능에 영향을 미치며 이는 직접적으로 관련이 있음을 보여줍니다. 잠금 성능의 안정성.
3, 실험 분석
（1） 자동 잠금 너트의 재질
Locking Torque 감쇠에 대한 Lock Area의 구조 변형의 영향을 더욱 분석하기 위해 본 연구에서는 Locking Torque 성능 분석을 10 개의 제품을 그룹으로 하였다. 토크 실험 분석은 실내 조건에서 동일한 사양의 비금속 인서트 너트, 타원형, 슬롯 형 및 3 점 자동 잠금 너트를 선택하여 수행되었습니다. 실험 결과는 다음과 같다.
인서트의 자동 잠금 너트는 비금속 재료의 탄성 특성으로 인해 전체 공정에서 큰 공차 영역을 가지며 이론적 인 자동 잠금 토크 감쇠 정도가 작은 것으로 나타났습니다. 그러나 실제 사용 과정에서 나일론 인서트 자동 잠금 너트의 자동 잠금 시스템은 온도에 크게 영향을받는 첫 번째 및 두 번째 실험에서 더 좋으며 조립 가열 후 토크가 빠르게 감소하고 서비스 온도가 100 ℃보다 낮기 때문에 이러한 유형의 자동 잠금 너트에 대한 비금속 재료의 성능 온도의 영향은 상대적으로 큽니다.
금속 자동 잠금 너트의 경우, 메인은 잠금 영역의 폐쇄 변형과 스크류 쌍의 압출 접촉의 간섭량에 의존합니다. 비금속 자동 잠금 너트에 비해 재료의 서비스 수명은 온도의 영향을 덜 받고 잠금 영역에서 변형 및 변형 제어의 영향이 상대적으로 큽니다.
자동 잠금 너트의 경우 두 가지 변형 모드, 즉 슬롯 형 및 타원형 플랫이 있으며, 이는 기술이 간단하고 일부 국내 자체 잠금 너트에서도 일반적으로 사용됩니다. 변형 모드는 2 점 접촉력에만 의존하기 때문에 변형량은 자동 잠금 모멘트의 감쇠에 큰 영향을 미칩니다.
슬롯 형 끝단은 주로 너트의 꼬리에서 6-8 개의 균일 한 노치가 열린 후 반경 방향 폐쇄 변형을 나타내므로 외부 스레드와의 다중 지점 간섭 접촉을 달성 할 수 있습니다. 해석을 통해 타원 압축 변형 방법보다 변형 방법이 더 균일하고 잠금 모멘트가 더 안정적입니다.
새로운 자동 잠금 너트의 설계 방법은 전통적인 슬롯 너트 공정 결함을 극복 할 수 있고 전체적인 힘이 균일 한 3 점 비슬로 팅 방식입니다. 기존 연구를 통해 3 점 변형 방식이 리프팅 너트의 수명에 매우 중요하다는 사실을 발견했습니다.
（2） 자물쇠 구조 치수
일반적인 구조용 너트와 결합 된 자체 잠금 영역은 얇은 벽의 원통형 일 수 있으므로 크기에는 잠금 영역의 축 길이 치수, 외부 원의 직경 및 잠금 영역의 변형이 포함됩니다.
특정 변형 조건에서 잠금 영역의 축 길이를 적절하게 늘림으로써 나사 쌍의 접촉 면적을 늘릴 수 있음을 알 수 있습니다. 볼트를 여러 번 조인 후 토크 감쇠 기울기가 감소하여 자동 잠금 너트의 수명을 향상시키고 나사 쌍의 무게를 어느 정도 증가시킬 수 있습니다. 이 방법은 실제 제품 품질 관리의 개념과 일치하지 않습니다.
둘째, 잠금 영역의 바깥 쪽 원의 반경은 동일한 변수 조건에서 적절하게 변경할 수 있지만 감쇠 기울기는 기본적으로 전체와 동일합니다. 첫 번째 조임 토크가 정격 범위를 초과하지 않도록하고 너트의 서비스주기를 늘릴 수 있도록 폐쇄 영역의 벽 두께를 적절하게 늘릴 필요가 있습니다. 잠금 영역의 변형은 스레드 쌍의 방사상 간섭을 어느 정도 반영 할 수 있으며 전체 너트의 잠금 성능에 영향을 미치는 중요한 요소이기도합니다.
최소 잠금 토크를 얻으려면 자동 잠금 너트에 충분한 간섭이 있어야합니다. 간섭이 적 으면 잠금 토크 테스트가 자격이 없습니다.이 경우 클로저의 변형이 증가하여 제품 자격 률을 향상시킬 수 있습니다.
조임 토크의 증가와 폐쇄의 변형은 선형적일뿐만 아니라 특히 너트의 변형이 크면 모멘트 감쇠의 기울기가 증가하고 너트의 수명이 단축됩니다.
구조적 최적화의 각도에서 볼 때 자동 잠금 너트는 연결 구조와 방법이 다르지만 다양한 형태로 설계 할 수 있지만 항공기 엔진의 경우 구성 요소의 구조가 콤팩트하고 기존 너트 구조는 12 각 플레이트 나사입니다. 구조 및 자동 잠금 폐쇄 영역은 자동 잠금 너트의 기능을 실현할 수 있습니다.
플레이트 스크류 구조의 정상적인 사용을 보장하기 위해 잠금 영역은 큰 베어링 영역을 가져야하고 너트의 축 치수는 길어야합니다. 기존 기술은 간단한 타원형 폐쇄를 사용하여 자동 잠금 효과를 얻을 수 있습니다. 최적화 설계 후, 원래의 독립적 인 폐쇄 변형 타원 단면이 취소되고 축 위치가 적절하게 확장 된 12 개의 코너 플레이트 나사 영역이이 영역에서 너트 플레이트의 조임 영역을 3 개의 포트로 닫아 셀프를 형성 할 수 있습니다. 잠금 영역.
이 구조의 설계는 플레이트 스크류 구조의 조립 안정성을 적절하게 향상시킬 수 있으며 자동 잠금 영역의 안정성을 증가시킬 수 있습니다.
최적화 후 너트 클로저 영역은 12 각 조립 표면으로, 플레이트 나사 구조 사용에 영향을주지 않고 자체 잠금 성능을 보장 할 수 있습니다. 폐쇄 위치에는 3 점 방식이 채택되었습니다. 변형은 타원형 마감의 변형보다 작습니다. 그것은 볼트와 접촉하고 자동 잠금 영역이 증가합니다. 폐쇄 영역이 균일 한 힘을 받고 있기 때문에 자동 잠금 성능의 안정성이 어느 정도 향상됩니다.
4, 결론
한마디로 중요한 헐거움 방지 제품으로서 자동 잠금 너트의 자동 잠금 성능의 안정성은 제품의 연결 성능에 영향을 미칩니다.
본 연구에서는 셀프 록킹 너트의 사용주기를 분석하고 셀프 록킹 너트 싸이클의 최적화가 목표임을 설명한다. 실험 최적화 후 자동 잠금 너트의 잠금 성능이 크게 향상되었습니다. 이 방법은 패스너의 유지 보수 신뢰성을 향상시키는 데 매우 중요하다는 것이 또한 입증되었습니다.
