紧固件横向振动浅析

冷轧带钢“拉矫机横向振动纹”的成因分析①唐成龙②(上海交通大学机械及动力工程学院　上海200030)摘要　分析了宝钢2#电镀锌机组中拉矫机“振动纹”的产生原因,指出了造成该缺陷的根源是带钢的张力波动,表现为带钢与张力辊之间的摩擦打滑。

通过理论分析和现场试验,明确了三个主要因素,即拉矫机的入口出口张力波动,拉矫机张力辊辊面状态,以及力矩电机的设定,为随后的控制系统改造提供了依据。

关键字　拉矫机　振动纹　摩擦打滑　张力中图分类号　TG333.23 文献标识码　AForming Analysis of T ransverse Vibrating G rainsof Cold Strip in T ension LevelerT ang Chenglong(Shanghai Jiaotong University Mechanical&Dynamic institute)ABSTRACT　Serious”transverse vibrating grains”appeared on the strip sur face after the strip passed the T ension Leveler in Baosteel’s N o.2Egl.This article analyzed the reas on that the problem formed and pointed out that it was the friction slide that caused tension unstable.Via the analysis and experiments,3main factors are clear:the entry and exit tension force unstable of T ension Leveler,the sur face state of tension rolls and the set points of torque m otors.S o s ome di2 rections are ready for the subsequent m odification of control system.KE YWOR DS　T ension Leveler　Vibrating G rains　Friction-slide　T ension1　引言宝钢股份冷轧厂2#连续电镀锌机组用于在冷轧退火带钢表面采用电镀的方式在带钢表面镀上一层锌,以延长钢板的使用寿命。

螺栓横向振动试验原理螺栓横向振动试验是一种用来评估螺栓在工作条件下的振动性能的测试方法。

它主要通过对螺栓在横向方向上的振动进行测量和分析，来判断螺栓的结构是否合理、材料是否符合要求以及螺栓连接的可靠性。

螺栓是一种常用的连接元件，广泛应用于机械设备、建筑结构、汽车、航空航天等领域。

螺栓连接的可靠性直接影响到整个系统的安全性和稳定性。

因此，对螺栓的振动性能进行评估和验证是至关重要的。

螺栓横向振动试验主要包括两个步骤：试验准备和试验执行。

试验准备阶段，首先需要选择适当的试验设备和试验方法。

一般情况下，常用的试验设备包括振动台和加速度计。

振动台可以模拟螺栓在工作条件下的振动环境，而加速度计则用于测量螺栓的振动信号。

在试验执行阶段，首先要对螺栓进行预加载，以模拟实际工作条件下的载荷。

然后，将螺栓安装在振动台上，并通过加速度计对螺栓的振动信号进行实时监测和记录。

在振动试验过程中，可以通过调整振动台的振动频率和振幅，来模拟不同的工作条件。

通过对螺栓振动信号的分析，可以获取螺栓的振动特性，如振动频率、振动幅值和振动模态等。

这些振动特性可以用来评估螺栓的结构设计是否合理，以及材料是否具备足够的强度和刚度。

如果螺栓在振动试验中出现异常振动，如共振现象或振动幅值过大，可能意味着螺栓存在设计缺陷或材料问题，需要进行修改或更换。

螺栓横向振动试验的结果对于螺栓的选型和设计具有重要意义。

通过对不同型号和材料的螺栓进行振动试验，可以选择出最合适的螺栓类型和材料，以保证连接的可靠性和安全性。

此外，螺栓横向振动试验还可以用于评估不同连接方式和工艺对螺栓振动性能的影响，以指导实际工程应用。

螺栓横向振动试验是一种重要的测试方法，用于评估螺栓在工作条件下的振动性能。

该试验通过对螺栓的振动信号进行测量和分析，可以判断螺栓的结构设计是否合理、材料是否符合要求，并指导螺栓的选型和设计。

螺栓横向振动试验的结果对于确保螺栓连接的可靠性和安全性具有重要意义，对于提高工程设计和制造水平也有着积极的推动作用。

紧固件横向振动试验方法
你想啊，紧固件在好多地方都起着超级重要的作用呢，就像咱们盖房子，那些螺丝螺母要是不结实，房子可就危险啦。

所以呢，这个横向振动试验就是为了看看这些紧固件在受到横向力的时候，到底能不能扛得住。

一般来说哦，这个试验得有专门的设备。

那设备就像一个小舞台，专门给紧固件表演“抗振”秀的。

把紧固件好好地安装在设备上，就像给它安排好了一个特定的工作岗位一样。

在试验的时候呢，就开始给它施加横向的振动啦。

这个振动可不是乱震的哦，是有一定的频率和幅度要求的。

就好比是按照一个特定的节奏来考验紧固件，就像跳舞得跟着音乐的节奏一样。

如果紧固件质量好，它就能稳稳地在那，就像一个坚强的小战士，不管怎么震都不会松动。

但要是质量不行呢，没几下可能就开始松松垮垮的啦。

在做这个试验的时候呀，还得注意观察好多东西呢。

比如说紧固件有没有开始出现位移呀，就像它本来站得好好的位置，有没有开始悄悄挪动。

还有就是它周围有没有出现什么异常的磨损之类的。

这就好比我们看一个人干活，不仅要看他有没有摔倒，还得看看他的衣服有没有被划破啥的。

而且哦，不同类型的紧固件，试验的标准可能也会有点小差别。

就像不同性格的人，面对同样的挑战，反应可能也不一样呢。

有的紧固件可能适合在比较小的振动频率下工作，有的则能扛得住更大的振动。

通过这个横向振动试验方法，我们就能知道哪些紧固件是真正的“靠谱小能手”，哪些可能需要再改进改进啦。

这样呢，在那些超级重要的工程里，我们就可以放心地使用那些经过考验的紧固件，就像我们只相信那些经过重重考验的好朋友一样，心里可踏实啦。

东莞市史特牢金属制品有限公司横 向 振 动 检 测 报 告零 件 号GB/T97.1表面处理电镀锌试验编号20171009-1零件名称平垫圈螺栓等级8.8试验日期2017/10/9试样规格M14SP 试验标准GB/T10431振动周期1600振 幅 1.4 mm振动频率12.5 Hz材质碳钢试验照片：试验曲线图：（1蓝、2黄、3橙）样品1振动前样品2振动前样品3振动前样品1振动后样品2振动后样品3振动后试验前照片试验后照片试验前后画线对比，螺母均有明显松动迹象，振动后残余轴力几乎为0，2号样品在振动周期1200次阶段完全松脱，试平垫圈东莞市史特牢金属制品有限公司横 向 振 动 检 测 报 告零 件 号GB/T93表面处理电镀锌试验编号20171009-2零件名称弹垫螺栓等级8.8试验日期2017/10/9试样规格M14试验标准GB/T10431振动周期1600振 幅 1.4 mm振动频率12.5 Hz材质弹簧钢试验照片：样品1振动前样品2振动前样品3振动前样品1振动后样品2振动后样品3振动后试验前照片试验后照片试验前后画线对比，螺母均有：（1蓝、2黄、3橙）弹垫圈东莞市史特牢金属制品有限公司横 向 振 动 检 测 报 告零 件 号DIN25201表面处理达克罗试验编号20171009-3零件名称双叠自锁垫圈螺栓等级8.8试验日期2017/10/9试样规格M14SP试验标准GB/T10431振动周期1600振 幅 1.4 mm振动频率12.5 Hz材质S60C试验照片：样品1振动前样品2振动前样品3振动前样品1振动后样品2振动后样品3振动后试验前照片试验后照片试验曲线图：（1蓝、2黄、3橙）双叠自锁垫圈东莞市史特牢金属制品有限公司横 向 振 动 检 测 报 告零 件 号DIN6796表面处理电镀锌试验编号20171009-4零件名称碟形弹簧垫圈螺栓等级8.8试验日期2017/10/9试样规格M14SP 试验标准GB/T10431振动周期1600振 幅 1.4 mm振动频率12.5 Hz材质弹簧钢试验照片：试验曲线图：（1蓝、2黄、3橙）样品1振动前样品2振动前样品3振动前样品1振动后样品2振动后样品3振动后试验前照片试验后照片试验前后画线对比，螺母均有明显松动迹象，振动后残余轴力<60%，3号样品在振动周期1600次完成后螺栓咬死，试验过程曲线图见下页。

- 63 -工 业 技 术0 引言该文以半挂车空气悬挂支架与弹簧梁连接部位的M24螺栓副为例，通过3种不同组合的螺栓螺母测试对比，按ISO 16130：2015 《紧固件横向振动试验方法》同等测试，对比分析各种螺栓螺母配合防松方式优缺点，探讨锁紧力矩与夹紧力在不同螺栓组件情况下横向振动试验中的影响。

该文考虑不变化螺栓，通过变化螺母及垫圈，开展3种组合空气悬架支架M24枢轴螺栓组件的横向振动试验，得到各个工况下螺栓组件的夹紧力时程曲线，确定空气悬架支架枢轴螺栓组件的最佳组合。

研究结果对提高空气悬架支架枢轴螺栓防松性能、保证车辆安全运行具有重要意义，同时也可以运用到其他类似的使用工况。

1 基本概念螺栓螺母配合后向内部物体施加的力，叫夹紧力；螺栓螺母配合使用后，夹紧力比初始锁紧状态小，即为螺栓松脱；螺栓失效常见形式是夹紧力不足，夹紧力不足有以下2种可能：1）初始锁紧夹紧力小。

因接触表面的材料相互嵌入、材料蠕变、锁紧力矩不够、摩擦系数的变化等因素，都会导致螺栓的初始锁紧状态夹紧力不足；2）使用后夹紧力变小。

因螺栓承受交变载荷、振动或高温环境等影响因素，夹紧力随着使用周期的变长而减小，甚至夹紧力可能完全消失[1]。

第一种情况，可以通过螺栓螺母的配合结构、原材料、生产过程控制、表面处理以及规范锁紧力矩进行规避；但第二种情况，这种失效模式危害性更大，是行业内一直在致力改善的问题。

2 试验概况2.1 试验方案为验证空气悬架支架枢轴螺栓组件的防松效果，确定枢轴螺栓组件的最佳组合，在某检测中心分别开展了三种组合的M24螺栓副测试，螺栓螺纹规格为M24×2细牙，性能等级为10.9级，配套的螺母螺纹规格也是M24×2，性能等级为10级，按国标GB/T 3098.1-2010，螺栓的保证载荷（或者说屈服载荷）是319kN，正常安全地使用应保证夹紧力为 319kN× 0.75 = 239.25kN，根据表面处理控制的摩擦系数，转换成锁紧力矩为650N ·m，但受生产过程、表面粗糙度、表面处理等因素影响，同一批次螺栓，施加相同锁紧力矩时，螺栓初始状态夹紧力可能有差异，螺栓组件装配如图1所示。

紧固件横向振动试验
横向振动试验是一种将紧固件的质量进行检测的方法，它通过模拟有恒定振动的环境来分析紧固件的耐受性。

这种测试的目的是评估紧固件的功能性，以及横向振动可能带来的破坏。

横向振动试验的主要工作原理如下：首先，采用振动板来表示预期的振动环境；其次，将紧固件放在振动板上，并以有限的激振�h复合体，以模拟在振动环境中出现的负载；最后，用可编程计算机控制振动幅度，频率和变幅，以获得精确的数据，并用以判断评估紧固件的性能是否达到设计要求。

此外，对紧固件进行横向振动试验还可以用来比较不同紧固件，确定其质量差异。

横向振动试验是一种常见的检测方法，它可以测试出紧固件是否能够根据设计覆盖振动环境，以及紧固件是否能够在其上运行稳定。

然而，由于该测试受到许多因素的影响，如振动板的准确度和环境温度等，因此在进行横向振动试验时应当准备足够的数据，用来保证试验的可靠性。

总的来说，横向振动试验是一种必不可少的实验，通过它可以为紧固件的质量和功能性的检查打下基础，从而使其质量得以改善，性能也能保证达到设计要求。

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