La connexió de fixacions roscades és àmpliament utilitzada i el problema que ens produeix mal de cap és la soltura de les fixacions roscades en el procés d’ús. Per solucionar aquest problema, els inventors han estat dissenyant mètodes per evitar la soltura dels elements de subjecció i hi ha molts mecanismes que condueixen a la soltura dels elements de subjecció. Recentment, parts.com estàndard ha après sobre els mecanismes de soltura rotatius i no rotatius dels elements de subjecció. A continuació es detallen els coneixements rellevants que compartim amb vosaltres, amb l’esperança d’ajudar-vos.
Soltura giratòria i no giratòria
En la gran majoria de les aplicacions, els fixadors roscats s’estrenyen per tal d’exercir una precàrrega a la junta. La soltura es pot definir com la pèrdua de la precàrrega després de la tensió. Això pot passar de qualsevol manera. La soltura giratòria, comunament coneguda com a autoafluixament, fa referència a la rotació relativa dels elements de subjecció sota càrrega externa. La soltesa no rotativa significa que no hi ha una rotació relativa entre el fil intern i el fil extern, però es produirà una pèrdua de precàrrega.
Soltura dels elements de fixació a causa de la soltesa no giratòria
Després del muntatge, la subjecció mateixa o la deformació de la junta poden provocar un afluixament no rotacional. Això pot ser el resultat del col·lapse plàstic d’aquestes interfícies. Quan les dues superfícies entren en contacte, l’asperitat de cada superfície suporta la càrrega de pressió sobre la superfície de suport. Com que l’àrea de contacte real de les protuberàncies pot ser molt inferior a la superfície macro, fins i tot amb càrrega mitjana, la tensió de les protuberàncies a causa de la rugositat de la superfície serà superior a la resistència al rendiment del material, i aquestes protuberàncies tindran una elevada altitud tensió local, provocant deformacions plàstiques.
Això pot provocar un col·lapse parcial de la superfície després de l'operació de tensió. Aquest tipus de col·lapse se sol anomenar incrustació. La quantitat de força de subjecció perduda a causa de la inserció depèn de la rigidesa dels cargols i de les parts connectades, del nombre d'interfícies a l'articulació, de la rugositat superficial i de la tensió de contacte aplicada. En condicions d’estrès superficial moderat, el col·lapse inicial sol provocar una pèrdua d’entre l’1% i el 5% de la força de tancament, la meitat de la qual es perd en els primers segons després d’estrenyir l’articulació. Quan la junta es carrega dinàmicament per la força aplicada, la junta es reduirà encara més a causa del canvi de pressió a la interfície de la junta.
L'afluixament a causa de la pèrdua d'inserció és problemàtic a les juntes que consisteixen en diverses superfícies juntes primes i petites longituds de subjecció de perns. Si la tensió del coixinet superficial es manté per sota de la resistència a la compressió del material de la junta, la pèrdua incrustada es pot calcular i compensar mitjançant el disseny de la junta.
Teoria de l'autoafluixament de la subjecció Junker
Gerhard Junker va publicar un article tècnic (document SAE 6900551969, un nou estàndard per a l’afluixament automàtic de fixacions sota vibració) el 1969. Els resultats del seu treball experimental es donen per donar suport a la seva teoria sobre les causes de l’afluixament automàtic de fixacions roscades. El seu descobriment clau és que un cop hi hagi un moviment relatiu entre els fils de compromís i entre la superfície portant de la subjecció i el material de subjecció, la subjecció prèvia es deixarà anar a causa de la rotació. Junker va trobar que la càrrega dinàmica lateral produïa unes condicions d'autosollatge més greus que la càrrega dinàmica axial. La raó és que el moviment radial sota càrrega axial és òbviament menor que el de càrrega transversal.
La investigació de Junker demostra que el fenomen d’autoafluixament es produeix quan el tancament preestret es mou entre el fil que coincideix i la superfície de suport de la subjecció. Quan la força transversal que actua sobre l'articulació és superior a la força de fregament produïda per l'estrenyiment del pern, es produirà el moviment relatiu. Per a un petit desplaçament lateral, es pot produir un moviment relatiu entre el costat del fil i la superfície de contacte de la zona de suport. Un cop superat el buit del fil, el pern serà sotmès a una força de flexió. Si el lliscament lateral continua, la superfície portant del cap del cargol també lliscarà. Un cop això passi, el fil i el cap del cargol només tindran un petit coeficient de fricció o, fins i tot, perdran temporalment la fricció. A causa de la força d’estrenyiment previ que actua sobre l’angle d’hèlix del fil, el parell de rotació generat sobre el fil, per tant, generarà la rotació rellevant entre la rosca i el pern.
Amb un moviment lateral repetit, el mecanisme pot afluixar completament la fixació. Per tal d’estudiar les causes de l’afluixament, Juncker ha desenvolupat una màquina de proves, l’anomenada màquina Juncker &, que quantificarà l’eficàcia de la resistència d’afluixament del disseny de la fixació.
Els coixinets de rodets s’utilitzen per eliminar l’efecte de la fricció entre les plaques mòbils i fixes. El sensor de pressió permet un control continu de la càrrega del cargol quan s’aplica un moviment lateral des de la placa mòbil subjectada per la femella. Aquest és un avantatge important respecte a l'estàndard de la prova d'impacte, ja que les pèrdues de precàrrega es poden mesurar durant la prova i es pot representar la relació entre la precàrrega i el cicle. La idea darrere de la màquina Junker és que el desplaçament lateral generat per la lleva farà que la articulació es balancegi (lliscant), cosa que produirà un efecte de deslligament automàtic després de superar la fricció del fixador.
