Ключ{0}}заключващите вложки са вложки с резба с два или четири малки ключа, забити в основния материал след монтажа. Тези ключове механично блокират вложката срещу въртене, поради което инженерите посягат към тях, когато съединението трябва да издържи на продължителни вибрации. В авиокосмическите и автомобилните квалификационни програми ключ-заключващите вложки рутинно издържат от 3 до 5 пъти по-дълго от конвенционалните вложки, преди да настъпи измерима загуба на предварително натоварване.
Защо резбовите съединения се провалят при вибрации
Болтовата връзка е пружина. Когато динамичните натоварвания го пулсират близо до естествения му режим, триенето, задържащо нишките, моментално се разпада и закопчалката се завърта обратно с малък ъгъл всеки цикъл. Експериментите с напречна{3}}вибрация на Junker от 1969 г. показват, че стандартна гайка може да загуби 100% от предварителното си натоварване за по-малко от минута. При експлоатация повредата е по-бавна, но механизмът е същият: предварителното натоварване намалява с 15 до 40% през първите няколко хиляди цикъла, нишките се полират и триенето намалява още повече, а пукнатините от умора започват при първата зацепена резба, където концентрацията на напрежение е 3 до 4 пъти номиналната. Дори под 1% степен на разхлабване има значение, когато корпусът на самолета носи десетки хиляди крепежни елементи.
Аерокосмически приложения
Обичайните местоположения включват фуги на фюзелажа, коловози на седалките, арматурни панели и конзоли за аксесоари на двигателя. Квалификацията следва RTCA DO-160G Секция 8 произволна вибрация над 10 Hz до 2000 Hz, с PSD плато от 0,04 до 0,10 g²/Hz, плюс експлоатационен удар и удар при сблъсък за Секция 7. Всяка ос работи най-малко 1 час.
Инженерите проследяват остатъчния въртящ момент на разкъсване, задържането на предварително натоварване чрез инструментални шайби или болтове с{0}}измерване на напрежението и всяко видимо въртене на вложката. Преминаването обикновено означава по-малко от 10% спад в натоварването на скобата. Според публикуваните данни на OEM, ключ-заключените вложки в 7075-T6 и 6061-T6 алуминий показват по същество нулево въртене след 10⁶ цикъла и запазват над 85% от инсталирания въртящ момент на разцепване. Вложките със спирална намотка на едни и същи приспособления често падат до 60 до 70%.
Автомобилни приложения
В превозните средства ключ-заключващите вложки се показват в подрамки, стойки за контролно рамо, конзоли за двигател и трансмисия и котви на седалки. По-нисък пиков g от космическия, но значително повече общи цикли за 10 до 15 години живот. Валидирането обикновено комбинира синусоидално сканиране от 5 до 500 Hz, за да намери резонанси с произволни вибрации, съответстващи на данните за-товара на пътя, често според GMW3172. Тестовете на компонентите са насочени към еквивалентни щети на 240 000 км, което се пада на 50 до 200 часа на ос на вибратора.
Съгласно ISO 16047 изпитване на напречни вибрации (модерният тест на Junker), заключващите -съединения обикновено запазват над 90% от инсталираното предварително натоварване след 2000 цикъла при 0,7 mm пикова-до-пикова амплитуда, докато конвенционалните крепежни елементи на едно и също приспособление често падат под 50%. Разхлабен болт на скобата на седалката е гаранционна претенция. Разхлабен болт на подрамката е изземване. Добавянето на ключ-заключваща вложка струва центове на единица и премахва режим на повреда, който е скъп за намиране на полето.
Ключови параметри на вибрационния тест
Тези четири числа са тези, които инженерите пренасочватпорт, когато квалифицира-заключено съединение с ключ. Всичко друго е подкрепящи данни.
|
Параметър |
Типична цел |
Как се измерва |
|
Анти{0}}въртене |
0 градуса завъртане на вложката |
Визуална референтна маркировка преди и след вибрация; проверено при 10-кратно увеличение |
|
Задържане на предварително натоварване |
По-голям или равен на 85% от инсталираните |
Инструментална шайба или тенз{0}}болт, взети проби преди, по време и след теста |
|
Въртящ момент на откъсване |
По-голям или равен на 70% от монтирания въртящ момент |
Калибриран дигитален динамометричен ключ, приложен в теста за посока на разхлабване след- |
|
Аксиално издърпване-навън |
Според MIL-I-45914A или NASM33537 |
Десеткиile тест на вложката в основния материал при номинално натоварване, след-вибрация |
Кога да посочите ключ-заключваща вложка
Използвайте такъв, когато ставата отговаря на поне едно от следните условия:
- Основният материал е алуминий, магнезий или всякаква сплав с якост на опън под приблизително 480 MPa, със стоманен свързващ болт.
- Съединението вижда широколентови произволни вибрации над 0,04 g²/Hz или напречно изместване над 0,5 mm пик-до-пик.
- Очакват се цикли на премахване и повторно инсталиране (ключ-заключените вложки се справят с 10+ цикъла без измеримо износване на резбата).
- Достъпът за инспекция е ограничен, което прави самозаключващото се-решение за предпочитане пред шкафчето за нишки.
Ако съединението е статично натоварено, основата е стомана от сходен клас като болта или комплектът е за еднократна-употреба и е затегнат, за да продаде, стандартна вложка или обикновен отвор с резба ще свършат работата на по-ниска цена. Механичният ключ е цялата същност: той преобразува съединение само с триене-в положително заключено и този единствен избор на дизайн е това, което се показва като подобрение от 3 до 5 пъти при DO-160G, GMW3172 и ISO 16047.
