紧固力矩与夹紧力对不锈钢紧固件横向振动试验的影响

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。

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。

（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。

轴向夹紧力对紧固件横向振动试验的影响

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。

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。

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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。

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。

来源：陕西伏安电气