但是,就是这么一个全球公认的标准,也难免出现一些错误。
对于,这些错误,大家在学习使用过程中会造成很多影响。有些标准中的描述根本无法理解,其中部分不能理解的地方,有可能就是标准中错误的地方。
在螺栓连接相关的文献或微信公众号中,也有一些业内专家指出了VDI 2230-1指南的相关错误,例如:VDI 2230-1指南中例题2,有专家指出螺栓的初选规格按照VDI 2230-1标准应该是M18,而不是标准中给出的M16规格。
经过这个问题的分析,最终证明ScrewDesianerProfessional螺栓计算软件初选螺栓规格这模块是没有问题的,而VDI2230指南中的例题2结果是错误的。
从这个问题也可以看出:虽然VDI2230标准被大家奉为螺栓计算校核的经典参考文献,其中,有些不免存在一些问题。
所以,大家在使用VDI2230指南的过程中发现一些问题,也不一定是自己的分析错误,有可能是VDI2230指南本身的错误导致。
最近,我们发现一篇德国专家Ruoss先生关于VDI 2230-1指南的研究文章,他们指出了VDI 2230-1指南中的一些错误,发现这些错误大部分螺丝君都是比较认同的。
只有认识到了这些错误,才能更好的理解VDI 2230-1指南。
下面,螺丝君就对这些部分错误进行分析,并给出分析。
01
零件外形尺寸认为有误
专家观点
指南中零件外形尺寸认为有误,专家认为在气缸中心处就不会对变形区域有影响,所以这个尺寸认为40mm就可以了。
VDI 2230-1指南原文说明
很难将缸盖细分为基体和连接体。缸盖的定位圈不参与力的传递,并且变形体可以在工作载荷引入/螺栓轴线平面内无阻碍地向内部扩展,因此必须像TBS(应为TBJ译者注)一样采用两个替代锥作为基础。
这样,就要在朝向气缸中心的一侧分析连接。此外,在头部下方和分界面处的支承尺寸存在轻微差异。
要考虑直到气缸中心的材料区域。
因此:
螺丝君观点
我们认为德国专家意见基本同意,从VDI 2230-1指南中可以看出,对于这个D’A,I,应该是认为影响变形行为的替代基础体的外径尺寸。
如果说VDI 2230-1原文指南没有任何问题,也基本能够解释通,就是说这个基础体外径尺寸可以不用管是否会引起变形的应力锥,可以认为这个零件尺寸无限延伸到气缸体的中心。
也就是说对于这种气缸零件,一侧尺寸是可以延伸到气缸中心,但另一侧只能是到零件的外径边缘。
故,总体认为此处VDI 2230-1指南也算是符合要求的,可以认为没有错误。
02
偏心距ssys和惯性矩IBT计算有误
专家观点
偏心距Ssym指南中给出是-1.7mm,而专家认为应该是+1.98mm。同时,根据指南中例题B7图,ssym也应该是正值。
而且从图中可以看出,根据表4,该例题应该是符合case I的情况,而不是指南中给出的case III的情况。
由于ssym是结合面形心和螺栓轴线之间的距离,按照这个例题中尺寸就很容易计算出ssym这个数值。
由于上述出现了错误,其他的诸如u尺寸和v尺寸,IBT惯性矩等都是会存在一定的差异,专家给出了自己的分析观点。
螺丝君观点
该部分内容我们认为总体认可德国专家的观点。具体说明如下:
对于截面尺寸的确定,最简单的方法是采用三维制图软件进行画图分析。根据例题中的相关尺寸可以,绘制出如下的图形。
通过查询这个零件的截面惯性分析数据,可以得出该截面的形心作为为(89.491037647,0,0),螺栓孔PCD半径尺寸为175/2=87.5mm,因此,就可以计算出偏心距ssym为1.991038mm。
截面惯性矩为9.601991837e4mm4.两者结果与专家计算结果偏心距ssym1.98mm,IBT 95985mm4基本一致。由此可见,德国专家观点螺丝君是认同的。
此处,比德国专家观点再多出一点分析。在VDI 2230-1指南中,大部分要求是对于螺栓组连接,采用更大的接触面积来考虑,也就是采用到相邻螺栓孔边缘,作为零件的外形尺寸,详见VDI 2230-1指南例题2.但是在这个例题5中,仅仅考虑采用了两个螺栓之间的圆弧长度。大家认可这个观点吗?欢迎留言讨论。
03
螺纹啮合长度计算强度比应采用剪切强度比
专家观点
在计算螺纹啮合长度时候应采用螺栓和螺母的剪切强度比,而不应该采用抗拉强度比。
原文0.61的基础上应该最终是0.787=0.610.8/0.62.
原文说明
螺丝君观点
指南中认为,如果螺栓,螺母都是钢制材料因为剪切强度比与抗拉强度比都一样的,这样无论采用什么参数,结果是一样的。
但是如果螺栓材料和螺母材料不一样,这样就要严格按照剪切强度比来进行计算。
螺纹啮合长度计算主要是计算螺纹剪切强度,因此,此处应该是按照剪切强度比进行计算为宜。螺丝君赞同德国专家观点。
04
螺纹啮合长度不足
专家观点
螺纹啮合长度不足,有效啮合长度需要减去螺栓的2牙非完整螺纹,再减去内螺纹孔1牙的倒角,故需要减去3个螺距的尺寸。
最终是小于18mm的最小啮合长度要求。
原文说明
螺丝君观点
螺丝君认为:VDI 2230-1指南考虑螺纹长度减去2个螺距长度,作为有效的螺纹啮合长度是基本可以满足要求的。
为什么要减去2个螺距长度,主要是考虑内螺纹孔倒角长度为1个螺距,螺栓倒角长度为1个长度,因此,总计为2个螺距长度就可以了。
至于专家观点认为:把非完整螺纹2个螺距需要减去,这样对保证螺纹啮合强度肯定是更加好,但是可能会增加零件的厚度,可能会造成设计偏于保守。
而且根据例题中图示,被连接件内螺纹孔是没有倒角的,即使按照2个螺距的非完整螺纹也是能够满足要求了。该处螺丝君基本认为VDI 2230-1指南是可以认为正确的。
以上分析,就到这里,各位有什么意见或建议呢?如果大家对于VDI 2230-1指南中德国专家认为的一些错误,非常感兴趣,我们会在后续分析中陆续推出。
今天的话题,就分享到这里,不当之处,欢迎批评指正;若您有任何疑问或建议,或需要进群交流的小伙伴,可关注螺丝君微信公众号:GAF螺丝君(GAF-luosijun)