機械的基盤として、ファスナーのトレンドは構造ファスナーから機能ファスナーへと変化しています。 自動車、高速鉄道、航空などの産業の発展に伴い、ファスナーの緩い抵抗に対する要件はますます厳しくなっています。
現在、ファスナーには多くのルーズプルーフ形式があり、統一されたガイド原理はなく、設計と選択の基礎もありません。 したがって、ファスナーの緩い抵抗を評価することは非常に重要です。 通常、ファスナーの性能は理論計算と試験比較によって評価されます。
現在、国内外のファスナーの緩み抵抗試験は、主に2つの方法に合格しています。
Gjb715.3-89（加速振動試験方法）、特に主にファスナーの緩み防止接続の緩み防止寿命の評価において、荷重モードと振動および衝撃条件は、さまざまなファスナーの実際の使用状態により近いです。航空宇宙産業で使用されます。
Gb / t10431-2008ファスナーの横振動試験方法、この方法は、振動テスト中のファスナー接続の事前締め付け力の変数を正確に測定し、テストでの予荷重の変化プロセスを記述し、関係の曲線図を与えることができます予締力と振動時間（または時間）との間で、締結具の接続緩みを測定する基準として予荷重の減少の変数を取り、試験効率が高い、航空宇宙を除くすべての産業が適用可能です。
いくつかの一般的な緩み防止ファスナーのテスト比較は、横方向振動テスト方法によって実行されます。これは、緩み防止ファスナーの選択と大規模なテストのリファレンスを提供します。
1、比較テスト
比較のために5種類の緩み防止ファスナーを選択しました。 各ファスナーは、それぞれパフォーマンスインデックスを持つ適格サンプルの10グループから選択されました。
ボルト（gb / t5782）+共通ナット（gb / t6170）+平ワッシャー（gb / t97.1）;
ボルト（gb / t5782）+可変歯型ジャムナット（tb / t3019）;
ボルト（gb / t5782）+共通ナット（gb / t6170）+スプリングワッシャー（gb / t93）;
ボルト（gb / t5782）+共通ナット（gb / t6170）+セルフロックワッシャー（ノードロック）;
ボルト（gb / t5782）+共通ナット（gb / t6170）+安全ワッシャー（vsタイプ）。
このテストで選択されたボルトの仕様はM14で、性能グレードは10.9です。 ナットの性能グレードは10、フラットパッドは300hvです。
2、試験方法
比較試験はgb / t10431-2008に従って3000回の横振動を行い、試験ボルトの予締力の減衰をリアルタイムで記録しました。
締め付けトルクT、軸方向予圧F、およびねじ接続のボルトの呼び径Dの関係は、トルク係数で表すことができます。T= kxfxd（1）
サンプル間のトルク係数Kの差が試験結果に影響を与えるため、この試験では同じ締め付けトルクを採用していませんが、初期軸方向予圧の同じ方法を採用しています。 初期予荷重は、ボルトサンプルの70％降伏強度での軸方向張力です。つまり、f =（rpo.2xas）X70％（2）
どこ：
Fは初期の軸方向予圧です。
Rp0.2は、ボルトサンプルに指定された非比例伸び応力です。rp0.2=640mpa。gb/ t3098.1-2010を参照してください。
ボルトの公称応力断面積as=157mmと同様に、gb /t3098.1-2010を参照してください。
評価基準：240秒横振動試験を3000回行った後、初期予圧に対する残留予圧の比率は70％以上であり、サンプルGG＃39の緩み防止性能は適格であると判断できます。
3、テスト結果と分析
（1）ボルト+共通ナット+平ワッシャー
最初のグループのテストでは、一般的なナットとフラットパッドを採用していますが、これらは原則として振動がなく、緩み防止性能を備えているため、比較テストの参照グループとして使用されます。
図1の軸力時間曲線から、ボルト試験片の軸力の90％は、試験後30秒以内に急激に減少しました。これは、ボルトとナットの静摩擦ペアが30秒以内に急速に破損し、ボルトの予荷重が完全に失われ、ボルトの接続が緩みます。
試験の結果、一般的なナットとワッシャーは、動的負荷、衝撃、振動の条件下で緩み防止機能を持たないことが示されています。 したがって、機械的接続の信頼性を向上させるために、緩み防止ファスナーを使用する必要があります。
図1グループ1の予圧の減衰曲線
（2）ボルト+可変歯型ジャムナット
2番目のグループのテストでは、可変歯タイプのジャムナットを採用しています。 図2の軸力時間曲線から、240秒の横振動試験後、サンプル9の残留軸力と初期軸力の比率が70％未満であることを除いて、残りのサンプルの残留軸力がわかります。認定試験の基準を満たし、初期軸力に対する残留軸力の比の平均値が85％以上である結果、可変歯型ジャムナットは優れた耐緩み性能を持ち、ねじ山を維持できることがわかります。動的荷重、衝撃、振動条件下でのセルフロック。
図2グループ2プリロードの減衰曲線
可変歯型ジャムナットのねじ山はメートルねじのねじ山とは異なり、歯の底に30があります。 ボルトのくさび形の傾斜面は、めねじとおねじをねじ込んだ後、めねじのベベルの上部になります。そのため、ねじがボルト軸に接触したときに発生する垂直力は、30ではなく60°になります。ねじ山間の法線圧力をf / sin60°からf / sin30°に変更します。ねじ山間の摩擦係数と軸方向予圧Fが同じ場合、くさび形の傾斜面を持つねじ山の摩擦力は次のようになります。通常のメートルねじよりもはるかに大きく、緩み防止トルクが大幅に向上します。
さらに、くさびベベル付きのねじは、めねじとおねじがメートル法と一致する場合に、第1および第2の合わせ面の大きな支持力を排除しました。 図3に示すように、ねじ山全体に均等な応力がかからず、応力集中現象が発生し、緩み防止、防振性能が向上します。
図3splスレッドとメトリックスレッド
ボルトのねじ径に非常に敏感なナットにはいくつかの欠点があります。 つまり、ボルトねじ径は公差範囲内であり、可変歯型めねじとのマッチング後のトルク係数は、依然として比較的大きな分散率です。
大径のボルトねじは傾斜面との接触により変形し、繰り返し使用すると軸力が減衰し、再利用性能に影響を与える場合があります。
（3）ボルト+共通ナット+スプリングワッシャー
テストの2番目のグループは、一般的な標準のスプリングワッシャーを採用しています。 図4から、すべてのテストサンプルの軸方向の予荷重はテスト後30秒以内に0knに急速に低下します。つまり、ネジの接続が緩んでいて故障しています。
画像テスト時間/ S
図4グループ3の予圧の減衰曲線
ばね座金の弾性反力は弾性変形により平坦化され、ボルト接続ペアの軸力を連続的に補正し、連続振動による疲労によるボルトの緩みを防ぎます。 同時に、スプリングパッドの傾斜端は、ボルトまたはナットの支持面および接続部分の面に接しており、緩みを止めて防止する役割を果たします。
しかし、ばね鋼ガスケットが開口部を切り取って弾性変形処理し、弾性反力が大幅に低下するため、強い衝撃や振動の条件下ではばね座金が緩みを防ぐことができないことがテストで示されています。 同時に、ワッシャーのサイズが狭くなり、ボルト頭と接続部分の接触面の等価直径が小さくなり、この部分の摩擦と引き抜きモーメントが大幅に減少します。
スプリングワッシャーは膨張しやすく、開口部の傾斜した先端は、急に締めると接続面を傷つけやすくなります。 そのため、振動が強く緩みの危険性が高いキージョイント部品の緩み防止方法として、ばね座金の使用はお勧めしません。
（4）ボルト+共通ナット+セルフロックワッシャー
テストの4番目のグループは、二重歯のセルフロックワッシャー（ノードロック）を採用しています。 図5に示すように、240秒間の横振動後、10グループのサンプルの初期軸力に対する残留軸力の比率は82.51％〜87.61％であり、これらはすべて、認定された緩み防止性能テストの基準を満たしています。
図5グループ4の予圧の減衰曲線
2層の歯のセルフロックワッシャー層は、互いに噛み合う斜めの歯を持ち、ラジアルセレーションがワッシャーの2つの取り付け面にあります。 締め付けるとき、ラジアルセレーションをボルトまたはナットの支持面と取り付け面に埋め込むことができます。
強い振動でボルトやナットが緩むと、ワッシャー間の傾斜した歯が千鳥状に浮き上がります。 傾斜した歯の傾斜角aは、メートルねじの上昇角よりも大きいため、ボルトを長くして安定した仮締め力を発揮することができます。 図6に示すように、ボルトを伸ばして緩みを防ぐために、事前の締め付け力を増やします。
図6nlワッシャー
ワッシャーを使用するには、接続とボルトまたはナットの座面にくぼみが生じて1つになるように、大きな事前締め付け力が必要です。 くぼみがないと、ワッシャーの緩み防止機能を果たしません。つまり、ワッシャーは高強度ファスナーの緩み防止に適しています。
（5）ボルト+共通ナット+安全ワッシャー
5番目のグループのテストでは安全ワッシャー（vsタイプ）を採用し、240秒の強振動後の10グループのサンプルの初期軸力に対する残留軸力の比率の平均値は約86 .7％です。図7に示すように、サンプルの各グループの初期軸力に対する残留軸力の比率は70％を超えています。これは、すべてのサンプルが緩み防止性能のテストの評価基準を満たしていることを意味します。
図7グループ5の予圧の減衰曲線
安全ワッシャー（vsタイプ）は円錐形の両面ラチェット構造です（図8を参照）。 予圧の作用により、ラチェットは接続体とボルトまたはナットの支持面に押し込まれ、一体となり、接合面の逆摩擦力が増加します。 同時に、円錐構造は弾力性があり、プレス後の事前締め付け力の損失を補うことができ、2つの面で緩み防止性能を向上させることができます。
図8安全ワッシャー
概要
ファスナーが荷重変化、振動、衝撃の状態にある場合、製品の品質と操作の安全性を向上させるために、適切で信頼性の高いアンチルーズタイプを選択することが重要です。 分析は次のことを示しています。
標準のスプリングワッシャーは、信頼性の低いアンチルーズ性能を備えています。 設置が簡単でコストがかからないため、あらゆる分野で広く使用されています。
可変歯型ロックナットの技術が海外から導入されています。 中国での10年以上の吸収と改善の後、それは徐々に国内のトラック産業のニーズに適応してきました。 緩み防止性能は信頼性が高く、トラック業界で一般的な緩み防止ファスナー製品の一種になっています。
セルフロックワッシャーと安全ワッシャーは、外国メーカーの特許製品です。 ロックプルーフ性能は安定していて信頼性がありますが、使用コストは比較的高くなります。 対応する規格を確立し、ローカリゼーションを完了することができれば、大規模なアプリケーションに役立ちます。
