Γιατί τα κλειδιά-Ενθέματα κλειδώματος επιβιώνουν σε δοκιμές δόνησης που σπάνε τυπικά νήματα

Τα ένθετα κλειδώματος{0}}είναι ένθετα με σπείρωμα με δύο ή τέσσερα μικρά κλειδιά που τοποθετούνται στο μητρικό υλικό μετά την εγκατάσταση. Αυτά τα πλήκτρα κλειδώνουν μηχανικά το ένθετο ενάντια στην περιστροφή, γι' αυτό οι μηχανικοί τα πιάνουν όταν ένας σύνδεσμος πρέπει να επιβιώσει από συνεχείς κραδασμούς. Στα προγράμματα πιστοποίησης αεροδιαστημικής και αυτοκινητοβιομηχανίας, τα ένθετα κλειδώματος{3}}κλειδιών έχουν συνήθως μεγαλύτερη διάρκεια από τα συμβατικά ένθετα κατά 3 έως 5 φορές πριν προκύψει μετρήσιμη απώλεια προφόρτισης.

Γιατί οι αρμοί με σπείρωμα αποτυγχάνουν υπό κραδασμούς

Μια βιδωμένη άρθρωση είναι ένα ελατήριο. Όταν τα δυναμικά φορτία το παλεύουν κοντά στη φυσική του λειτουργία, η τριβή που συγκρατεί τα νήματα σπάει στιγμιαία και ο συνδετήρας περιστρέφεται προς τα πίσω κατά μια μικρή γωνία κάθε κύκλο. Τα πειράματα εγκάρσιας-δόνησης του Junker το 1969 έδειξαν ότι ένα τυπικό παξιμάδι μπορεί να χάσει το 100% της προφόρτισής του σε λιγότερο από ένα λεπτό. Στο σέρβις η αστοχία είναι πιο αργή, αλλά ο μηχανισμός είναι ο ίδιος: η προφόρτιση μειώνεται 15 έως 40% στους πρώτους χιλιάδες κύκλους, τα νήματα γυαλίζουν και η τριβή πέφτει περαιτέρω και οι ρωγμές κόπωσης ξεκινούν στο πρώτο εμπλεκόμενο νήμα όπου η συγκέντρωση τάσης είναι 3 έως 4 φορές την ονομαστική. Ακόμη και ένα ποσοστό χαλάρωσης κάτω του 1% έχει σημασία όταν ένα αεροσκάφος φέρει δεκάδες χιλιάδες συνδετήρες.

Αεροδιαστημικές εφαρμογές

Οι κοινές θέσεις περιλαμβάνουν αρθρώσεις ατράκτου, ίχνη καθισμάτων, ταμπλό οργάνων και βραχίονες αξεσουάρ κινητήρα. Η πιστοποίηση ακολουθεί την τυχαία δόνηση RTCA DO-160G Section 8 πάνω από 10 Hz έως 2.000 Hz, με οροπέδια PSD 0,04 έως 0,10 g²/Hz, συν λειτουργικό και κρουστικό σοκ ανά Ενότητα 7. Κάθε άξονας λειτουργεί τουλάχιστον 1 ώρα.

Οι μηχανικοί παρακολουθούν την υπολειπόμενη ροπή αποσύνδεσης, τη συγκράτηση προφόρτισης μέσω ροδέλες με όργανα ή μπουλόνια με μέτρηση τεντώματος-και οποιαδήποτε ορατή περιστροφή του ένθετου. Ένα πέρασμα συνήθως σημαίνει λιγότερο από 10% πτώση στο φορτίο του σφιγκτήρα. Στα δημοσιευμένα δεδομένα OEM, τα κλειδωμένα ένθετα με κλειδί-στο αλουμίνιο 7075-T6 και 6061-T6 εμφανίζουν ουσιαστικά μηδενική περιστροφή μετά από 106 κύκλους και διατηρούν πάνω από το 85% της εγκατεστημένης ροπής διάσπασης. Τα ένθετα ελικοειδούς πηνίου στα ίδια εξαρτήματα συχνά πέφτουν στο 60 με 70%.

Εφαρμογές αυτοκινήτων

Στα οχήματα, τα ένθετα κλειδώματος{0}}κλειδιών εμφανίζονται στα υποπλαίσια, στις βάσεις των βραχιόνων ελέγχου, στους βραχίονες κινητήρα και μετάδοσης και στις αγκυρώσεις καθισμάτων. Χαμηλότερη κορυφή g από την αεροδιαστημική, αλλά πολύ περισσότεροι συνολικοί κύκλοι σε διάρκεια ζωής 10 έως 15 ετών. Η επικύρωση συνήθως συνδυάζει μια ημιτονοειδή σάρωση 5 έως 500 Hz για να βρει συντονισμούς με τυχαίους κραδασμούς που ταιριάζουν με δεδομένα φορτίου δρόμου, συχνά ανά GMW3172. Η δοκιμή εξαρτημάτων στοχεύει ισοδύναμη ζημιά σε 240.000 km, η οποία προσγειώνεται σε 50 έως 200 ώρες ανά άξονα στον αναδευτήρα.

Σύμφωνα με τη δοκιμή εγκάρσιων κραδασμών ISO 16047 (η σύγχρονη δοκιμή Junker), οι αρθρώσεις με κλειδί-διατηρούν συνήθως πάνω από το 90% της εγκατεστημένης προφόρτισης μετά από 2.000 κύκλους σε πλάτος αιχμής 0,7 mm{{-, ενώ οι συμβατικοί συνδετήρες στο ίδιο εξάρτημα πέφτουν συχνά κάτω από το 50%. Ένα χαλαρό μπουλόνι στήριξης καθίσματος αποτελεί αξίωση εγγύησης. Ένα χαλαρό μπουλόνι υποπλαισίου είναι ανάκληση. Η προσθήκη ενός κλειδιού{12}}ενθέτου κοστίζει σεντ ανά μονάδα και καταργεί μια λειτουργία αποτυχίας που είναι ακριβό να βρεθεί στο πεδίο.

Βασικές παράμετροι δοκιμής δόνησης

Αυτοί οι τέσσερις αριθμοί είναι αυτοί που οι μηχανικοί έχουνθύρα όταν πληροί τις προϋποθέσεις μιας κλειδωμένης άρθρωσης με κλειδί-. Οτιδήποτε άλλο υποστηρίζει δεδομένα.

Πότε να ορίσετε ένα ένθετο κλειδώματος-

Χρησιμοποιήστε ένα όταν η άρθρωση πληροί τουλάχιστον μία από αυτές τις προϋποθέσεις:

• Το μητρικό υλικό είναι αλουμίνιο, μαγνήσιο ή οποιοδήποτε κράμα κάτω από περίπου 480 MPa αντοχή σε εφελκυσμό, με ατσάλινο μπουλόνι.
• Η άρθρωση βλέπει ευρυζωνική τυχαία δόνηση πάνω από 0,04 g²/Hz ή εγκάρσια μετατόπιση πάνω από 0,5 mm από την κορυφή-σε-αιχμή.
• Αναμένονται κύκλοι αφαίρεσης και επανεγκατάστασης (τα ένθετα με κλειδί-διαχειρίζονται 10+ κύκλους χωρίς μετρήσιμη φθορά του νήματος).
• Η πρόσβαση επιθεώρησης είναι περιορισμένη, καθιστώντας μια λύση αυτόματου κλειδώματος προτιμότερη από το ντουλάπι νημάτων.

Εάν η άρθρωση είναι στατικά φορτισμένη, ο μητρικός χάλυβας είναι παρόμοιας ποιότητας με τον κοχλία ή το συγκρότημα είναι απλής-χρήσης και με ροπή στρέψης, ένα τυπικό ένθετο ή μια απλή τρύπα θα κάνει τη δουλειά με χαμηλότερο κόστος. Το μηχανικό κλειδί είναι η όλη ουσία: μετατρέπει έναν σύνδεσμο μόνο με τριβή-σε έναν θετικά κλειδωμένο και αυτή η μοναδική επιλογή σχεδίασης είναι η βελτίωση 3 έως 5 φορές σύμφωνα με τα πρότυπα DO-160G, GMW3172 και ISO 16047.