超声辅助拆卸螺纹副的减摩特性分析OA北大核心CSTPCD

目的探究不同超声参数对螺纹副拆卸扭矩及表面形貌的影响。方法由于拆卸扭矩由螺纹副接触面摩擦力决定,因此对不同超声方向、振幅和频率下超声拆卸螺纹副的减摩趋势进行分析。基于模态耦合原理的超声试验装置进行螺纹副拆卸试验,分别记录不同超声参数下扭矩传感器输出的拆卸扭矩,并进行对比,使用超景深显微镜观察拆卸后螺纹面的形貌。结果扭向、纵向、纵扭复合3个方向的超声减摩率分别为4.5%、10.2%、11.9%,在显微镜下普通拆卸的螺纹表面有较大的剥落屑。施加超声后,大块剥落屑变为剥落颗粒,螺纹面损伤依次减小;在超声振幅为0.1、0.3、0.5μm时,其减摩率分别为2.9%、7.9%、11.9%;振幅为0.1μm的表面有大面积的剥落颗粒以及部分划痕;当振幅增加到0.5μm时,剥落颗粒基本消失,螺纹面损伤呈降低趋势;在超声频率为20、28、40 kHz时,其减摩率分别为11.2%、11.5%、11.9%,螺纹面的烧蚀面积逐渐增大。结论纵扭复合超声的减摩效果最好,且螺纹面损伤最小。随着超声振幅的增加,减摩效果提高,螺纹面损伤降低。超声频率对螺纹副拆卸的减摩效果的影响较小,但频率的增加会导致接触面烧蚀面积增加,因此在超声方向和超声振幅相同的前提下,选用低频超声更适宜。研究结果可以为超声螺纹副拆卸装置的设计提供参考。