紧固力矩与夹紧力对不锈钢紧固件横向振动试验的影响

戚 欣，张宏武



紧固力矩与夹紧力对不锈钢紧固件横向振动试验的影响

戚 欣，张宏武

通过分析对比各种紧固件防松方式在标准规定试验条件下的表现，探讨紧固力矩与轴向夹紧力在电气化铁路接触网零件用不锈钢紧固件横向振动试验中的影响。

不锈钢紧固件；紧固力矩；夹紧力；横向振动试验

0 引言

国内电气化铁路接触网行业标准《电气化铁路接触网零部件技术条件》（TB/T2073-2010）5.7.5条规定“紧固件在螺栓、螺母、螺纹连接或其他型式连接时应有防松措施”，“在不同防松方式规定的紧固力矩及润滑的条件下”，“紧固1次及5次拆装后”进行试验。

本文以M12不锈钢螺栓副为例，分析对比各种防松方式紧固件在铁标规定试验条件下紧固力矩与轴向夹紧力的表现，探讨紧固力矩与轴向夹紧力在接触网零件用不锈钢防松紧固件横向振动试验中的影响。

1 不同防松方式紧固件紧固力矩与轴向夹紧力

《电气化铁路接触网零部件技术条件》（TB/T 2073-2010）中，不锈钢螺栓的推荐紧固力矩为 44 N·m，在该紧固力矩条件下不同防松方式的紧固件轴向夹紧力如下：

（1）对8组常规M12不锈钢螺母（配弹垫、平垫）施加44 N·m紧固力矩，反复拆装5次，轴向夹紧力数据见表1，其正态分布见图1。

从图1可以看出，对常规M12不锈钢螺母（配弹垫、平垫）施加44 N·m紧固力矩时，测得轴向夹紧力波动较大，主要集中在8.272～9.643 kN范围内，其平均值为8.86 kN。

（2）对不同防松方式的不锈钢紧固件施加 44 N·m紧固力矩，轴向夹紧力对比见图2。

表1 常规M12不锈钢螺母拆装5次轴向夹紧力测试数据

图1 常规M12不锈钢螺母轴向夹紧力正态分布

图2 不同防松方式紧固件轴向夹紧力对比

（3）对不同防松方式的不锈钢紧固件施加8.86 kN的轴向夹紧力，紧固力矩对比见图3。

图3 不同防松方式紧固件紧固力矩对比

2 轴向夹紧力对紧固件横向振动试验的影响

以M12双碟锁紧垫圈为例，同批次紧固件在相同试验条件下，不同轴向夹紧力下的横向振动曲线如图4所示。可以看出，随着不断提高初始轴向夹紧力，紧固件的轴向衰减幅度不断降低。

图4 双碟锁紧垫圈在不同轴向夹紧力下横向振动曲线

轴向夹紧力提高到一定程度时，横向振动曲线试验结果也趋于稳定，但当紧固力矩达到《紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》（GB/T3098.6- 2014）表4规定的奥氏体钢最小破坏扭矩110 N·m时（此时轴向夹紧力为24.85 kN），在振动试验后期，曲线出现了不同程度的不规则下降。试验结束后试验用不锈钢螺栓出现明显损伤。

3 紧固及拆装对不同防松方式紧固件的影响

从表1可以看出，对常规M12不锈钢螺母（配弹垫、平垫）施加44 N·m紧固力矩时，第1次紧固时的轴向夹紧力相对较高，经5次反复拆装后，轴向夹紧力总体趋于稳定。对其他防松方式的不锈钢紧固件施加44 N·m紧固力矩，反复拆装5次后情况大致相同。但对双叠锁紧垫圈进行试验时，轴向夹紧力随着紧固次数的增加呈下降趋势，见图5，个别防松方式紧固件反复拆装5次时出现咬死等现象。

图5 夹紧力趋势图

4 结论与探讨

由于诸多因素的影响，对同批次不锈钢紧固件施加相同紧固力矩时得到的轴向夹紧力波动较大，对不同防松方式的不锈钢防松紧固件施加相同紧固力矩时得到的轴向夹紧力也不同，而在不同的轴向力-紧固力矩作用下，紧固件横向振动试验的试验结果差异较为明显。因此，随着不同防松方式的不锈钢防松紧固件投入使用，在选用试验紧固力矩时应更加谨慎，避免因试验参数选取不当对最终试验结果造成影响。

（本文所列举的试验数据仅代表所选用批次不锈钢紧固件紧固力矩与轴向夹紧力对横向振动试验最终结果的影响，不代表其他批次产品。）

[1] TB/T2073-2010 电气化铁路接触网零部件技术条件[S]. 北京：中国铁道出版社，2010.

[2] GB/T3098.6-2014 紧固件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱[S]. 北京：中国标准出版社，2014.

[3] 许建国，李忠齐，张志刚. 高速接触网紧固件防松措施差异性技术研究[J]. 电气化铁道，2017，28（6）：25-29.

On the basis of analyzing and comparison of anti-loosening performance of various fasteners under testing conditions specified by relative standards, the discussion is made for the influences to tightening torque and axial clamping force of stainless steel fasteners served as OCS fittings for electrified railways.

Stainless steel fastener; tightening force; clamping force; traverse vibration test

10.19587/j.cnki.1007-936x.2018.03.013

U225.4

B

1007-936X(2018)03-0042-02

2017-10-12

戚 欣.中铁宝鸡轨道电气设备检测有限公司，工程师；张宏武.中铁宝鸡轨道电气设备检测有限公司，高级工程师。