螺紋防松結(jié)構(gòu)VIP

螺紋防松方法生產(chǎn)和生活中，應(yīng)用到的螺紋防松方法有多種形式，但歸納以來，一般就有四種。第一種是摩擦防松，主要依靠增加摩擦力；第二種是機械防松，主要是用銷、墊片、鋼絲將螺母卡死；第三種是鉚沖防松，主要是將螺紋副鉚死和焊死；第四種是結(jié)構(gòu)防松，即唐氏螺紋防松。前三種方法是傳統(tǒng)防松方法，第四種是新型防松方法，目前還不為大多數(shù)人了解。從我國專利的角度來看，每年我國在螺紋防松問題上都要推出近百項螺紋防松專利，大家紛紛提出方案，并聲稱解決了螺紋防松問題。但是，研究仍然在繼續(xù)，方案仍然在推出。為什么已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化這么多年的產(chǎn)品防松仍無法解決呢？因為，傳統(tǒng)螺紋防松方式的防松效果非常有限。第三種方式的使用范圍十分有限，很多場合無法使用。第二種方式的主要問題是其防松方式?jīng)]有預(yù)緊力，即當(dāng)螺栓松退到防松位置時，防松方式才能發(fā)生效果。因此，這種方式實際上不是防松，而是防脫落。第一種方式依靠增加摩擦力，而摩擦力的增加是有限度的，如何將摩擦力增加得足夠大而又不破壞螺栓，這本身是一個兩難的問題。況且，一般螺栓的拆御力矩是預(yù)緊力矩的80%，說明螺栓的松比緊要容易。常見的螺紋連接防松方法如下表所示：在常見的螺母放松結(jié)構(gòu)中，還有很多禁忌。如下圖所示：對于要求比較高一些的防松，更有細(xì)節(jié)的禁忌。如下圖所示：以上介紹的各種相關(guān)防松方式，其根本一點是依靠第三者力的防松。第三者力有多大，防松效果就有多好。其效果，無非是通過增加摩擦力，直至焊死而已。能不能不依靠第三者而突破傳統(tǒng)螺紋防松方式呢？答案就是第四種防松方式，即結(jié)構(gòu)防松方式：唐氏螺紋防松。實際上，螺紋的防松原理大家能認(rèn)可，關(guān)鍵是對強度的擔(dān)心。我們一般想象受力面積減小了，強度一定也會減小。唐氏螺紋的受力面積減小了，強度肯定會很差，事實不是這樣的。螺紋強度和受力面積沒有直接的關(guān)系，這是因為各螺紋段之間的受力不均所導(dǎo)致的。螺栓緊固后，螺栓受拉，而螺母受壓，螺栓與螺母的受力變形無法達(dá)到一致，導(dǎo)致各螺紋段的受力非常不均。螺紋的第一圈受力為33.1%，第二圈受力為22.5%，最后一圈受力為17%。因此，螺紋強度不是受力面積的問題，而是受力結(jié)構(gòu)的問題。螺紋的強度和螺紋受力結(jié)構(gòu)有關(guān)。例如，環(huán)槽螺紋，受力面積不變，強度增加20%；內(nèi)斜螺紋，受力面積減小，強度增加30%；懸置螺母，受力面積增加，強度增加40%。下載 (135.52 KB)2010-9-16 08:59X; X環(huán)槽螺母強度增加的原因是因為其下部螺母結(jié)構(gòu)變軟，前幾圈螺紋易于變形；內(nèi)斜螺母強度增加的原因是下部螺紋受力面積減小，前幾圈螺紋易于變形；懸置螺母強度增加的原因是改變了受力點，前幾圈螺紋由受壓變成受拉，與螺栓變形一致。唐氏螺紋受力面積小，螺紋易于變形，各螺紋段受力較普通螺紋均勻，強度不象我們想向的那小。唐氏螺紋的強度可達(dá)普通螺紋強度的90%以上。唐氏螺紋防松1.唐氏螺紋的作用和意義螺紋發(fā)明一千多年了，誰是發(fā)明者已經(jīng)無法考證了。而唐氏螺紋是由我國唐宗才先生發(fā)明的。這是中國人在機械基礎(chǔ)件領(lǐng)域的一大發(fā)明，更是一種螺紋領(lǐng)域的革命。自螺紋發(fā)明以來，或如惠氏螺紋、賽氏螺紋、ISO螺紋等等，不過是牙型上的變化。而唐氏螺紋卻發(fā)明了一種從未有過的螺紋結(jié)構(gòu)，它突破了千百年來螺紋結(jié)構(gòu)“單旋向、連續(xù)、等截面”的固有定義和形式，創(chuàng)造出了同時具有左旋和右旋螺紋的特點的“雙旋向、非連續(xù)、變截面”螺紋結(jié)構(gòu)和形式。它是世界螺紋領(lǐng)域里最重大的發(fā)明之一。它不僅拓展了原有螺紋的定義，也提供了一種從未有過的防松方式。這種方式已無法納入傳統(tǒng)螺紋的三種防松方式，而是獨立的形成了第四種防松方式。傳統(tǒng)螺紋的防松有三種，一是摩擦防松；二是機械防松；三是鉚沖防松。其共同點就是依靠第三者力防松，其防松效果取決于第三者力的大小。唐氏螺紋防松依靠左旋及右旋螺母的相互制約，將緊固螺母的松退力轉(zhuǎn)變成鎖緊螺母的擰緊力。它完全依靠螺紋自身結(jié)構(gòu)，而不依靠第三者力，是一種純結(jié)構(gòu)式的防松形式。唐氏螺紋緊固件利用螺紋自身矛盾，以松動制約松動，起到“以毒攻毒”的效果。它的發(fā)明標(biāo)志著緊固件領(lǐng)域振松問題得到突破性的進展。這是螺紋防松領(lǐng)域的一場革命，它開創(chuàng)了螺紋結(jié)構(gòu)防松的新時代。目前，唐氏螺紋緊固件防松結(jié)構(gòu)是公認(rèn)為最先進和效果最好的防松方式。該方法已被編入機械設(shè)計手冊化工版，成大先主編。2. 唐氏螺紋的結(jié)構(gòu)形式唐氏螺紋主要的特點是同時具有左旋和右旋螺紋。它既可以和左旋螺紋配合，又可以和右旋螺紋配合。唐氏螺紋的具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：3. 唐氏螺紋緊固件防松原理上圖為唐氏螺紋緊固件防松方法和原理示意圖。如圖所示可見，當(dāng)聯(lián)接時，使用兩只不同旋向的螺母：工作支承面上的螺母稱為緊固螺母，非支承面上的螺母稱為鎖緊螺母。使用時，先將緊固螺母預(yù)緊，然后，再將鎖緊螺母預(yù)緊。 在振動、沖擊情況下，緊固螺母會發(fā)生松動的趨勢。但是，由于緊固螺母的松退方向是鎖緊螺母的擰緊方向，鎖緊螺母的擰緊恰恰就阻止了緊固螺母的松退，導(dǎo)致緊固螺母無法松動。4.唐氏螺紋緊固件相關(guān)機械性能唐氏螺紋緊固件連接副的最小拉力載荷較普通螺紋緊固件低。唐氏螺紋緊固件連接副的最小拉力載荷能達(dá)到同等規(guī)格同等性能等級普通螺紋緊固件最小拉力載荷的80%。設(shè)計使用唐氏螺紋緊固件時,其最小拉力載荷可按下表選用。5. 唐氏螺紋緊固件相關(guān)性防松能振松試驗表明，唐氏螺紋緊固件有非常良好的防松性能。唐氏螺紋緊固件經(jīng)過120秒振動仍保持82%的預(yù)緊力，而普通螺紋加彈簧墊圈的防松方式經(jīng)過1-2秒的振動其預(yù)緊力已下降為80%左右，經(jīng)過15秒的振動，預(yù)緊力基本損失殆盡。下圖數(shù)據(jù)來源于機械工業(yè)通用零部件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢測報告通檢委字第01226號。常見問題說明唐氏螺紋是什么結(jié)構(gòu)？唐氏螺紋是由左旋和右旋兩種螺旋線復(fù)合在同一螺紋段上，唐氏螺紋既有左旋螺紋的特點又有右旋螺紋的特點，它既可以和左旋螺紋配合又可以和右旋螺紋配合。為什么說唐氏螺紋的發(fā)明是螺紋領(lǐng)域的重大突破？唐氏螺紋突破了傳統(tǒng)的螺紋概念，這是上千年來人們一直沒有突破的螺紋概念，概念包括三個方面的內(nèi)容，第一、螺紋是單旋向的；第二、螺紋牙是等截面的；第三、螺紋牙是連續(xù)的。國家標(biāo)準(zhǔn)GB2515-81將螺紋定義為：“在圓柱表面上，沿著螺旋線所形成的，具有相同剖面的連續(xù)凸起和溝槽。”唐氏螺紋是雙旋向的、變截面的且連續(xù)的。它突破了傳統(tǒng)的螺紋概念，因而它是螺紋領(lǐng)域的重大突破。為什么說緊固是設(shè)備維護的一個非常重要的環(huán)節(jié)？設(shè)備的連接螺栓發(fā)生松脫會導(dǎo)致設(shè)備運行狀況惡化，導(dǎo)致設(shè)備部件損壞，嚴(yán)重的導(dǎo)致設(shè)備損壞，不能正常工作。如果設(shè)備的潤滑狀況不好，則會導(dǎo)致設(shè)備部件的加速磨損，最終導(dǎo)致設(shè)備的損壞。所以說，設(shè)備維護的最要環(huán)節(jié)就是“緊固”和“潤滑”。螺紋緊固件的最大優(yōu)點是什么？最大的缺點是什么？螺紋緊固件與其它緊固件相比，其最大的優(yōu)點是拆卸比較方便，因而使用最為廣泛。其最大的缺點是在沖擊、振動或變載荷的作用下，容易松脫，所以說振松問題一直是螺紋緊固件的最大難題。目前緊固件的防松一般采用哪些方法？ 目前，緊固件的防松方法有幾千種，按其防松的原理可大體歸納為以下三種。第一種是摩擦防松。這是應(yīng)用最廣的一種防松方式，這種方式在螺紋副之間產(chǎn)生一不隨外力變化的正壓力，以產(chǎn)生一可以阻止螺紋副相對轉(zhuǎn)動的摩擦力。這種正壓力可通過軸向或同時兩向壓緊螺紋副來實現(xiàn)。如采用彈性墊圈、雙螺母、自鎖螺母和尼龍嵌件鎖緊螺母等。這種防松方式對于螺母的拆卸比較方便，但在沖擊、振動和變載荷的情況，一開始螺栓會因松弛導(dǎo)致預(yù)緊力下降，隨著振動次數(shù)的增加，損失的預(yù)緊力緩慢地增多，最終將會導(dǎo)致螺母松脫、螺紋聯(lián)接失效。第二種方式是機械防松。是用止動件直接限制螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。如采用開口銷、串連鋼絲和止動墊圈等。這種方式造成拆卸不方便。第三種方式是鉚沖防松。在擰緊后采用沖點、焊接、粘接等方法，使螺紋副失去運動副特性而連接成為不可拆連接。這種方式的缺點是栓桿只能使用一次，且拆卸十分困難，必須破壞螺栓副方可拆卸。螺紋緊固件的防松方法雖然很多，但常用的方法并不多。主要有對頂螺母（雙螺母）、尼龍嵌套、開槽螺母加開口銷、彈簧墊圈等方法。唐氏螺紋緊固件是如何防松的？唐氏螺紋可以利用螺紋自身特點解決防松問題。在聯(lián)接時，須使用兩只不同旋向的螺母：工件支承面上的螺母稱為緊固螺母，非支承面上的螺母稱為鎖緊螺母，緊固螺母和鎖緊螺母是兩種不同旋向的螺母，使用時先將緊固螺母預(yù)緊，然后再將鎖緊螺母預(yù)緊。在振動、沖擊的情況下，緊固螺母會發(fā)生松動的趨勢，但是，由于緊固螺母的松退方向是鎖緊螺母的擰緊方向，鎖緊螺母的擰緊恰恰阻止了緊固螺母的松退，導(dǎo)致緊固螺母無法松脫。為什么說唐氏螺紋緊固件的防松方法是一場革命？唐氏螺紋緊固件的防松方法和普通螺紋緊固件的防松方法截然不同，唐氏螺紋的防松方法是一種純結(jié)構(gòu)的防松方法，它依靠自身的結(jié)構(gòu)，利用螺紋自身的矛盾，把緊固螺母的松退力直接轉(zhuǎn)變成鎖緊螺母的擰緊力。這種方法不依靠第三者力進行防松，它是不能歸納到普通螺紋的三種防松方式中去，它只能單獨作為螺紋緊固件的第四種防松方法。防松方法的革命，也帶來了防松效果的革命。振松試驗表明，唐氏螺紋緊固件有非常良好的防松效果。唐氏螺紋緊固件經(jīng)過120秒振動仍保持82%的預(yù)緊力，而普通螺紋加彈簧墊圈的防松方式經(jīng)過12秒的振動其預(yù)緊力已下降為80左右，經(jīng)過15秒的振動，預(yù)緊力基本損失殆盡。會不會因鎖緊螺母松脫導(dǎo)致唐氏螺紋緊固件防松失效？不會的，因為鎖緊螺母不會松脫，因而防松不會失效。導(dǎo)致螺母松脫的主要原因是沿螺栓徑向的振動，而不是沿螺栓軸向的振動。沿螺栓軸向的振動不會導(dǎo)致螺母松脫。唐氏螺紋緊固件進行防松時，緊固螺母受力比較復(fù)雜，它既受來自被緊固對象沿螺栓軸向的振松力的作用，又受來自被緊固對象沿螺栓徑向的振松力的作用，這就會導(dǎo)致緊固螺母有松退的趨勢。而鎖緊螺母的受力情況要簡單得多，它只受來自緊固螺母的正壓力和摩擦力。正壓力是沿螺栓軸向的力，不會導(dǎo)致螺母松脫，摩擦力是沿螺栓徑向的，但由于緊固螺母和鎖緊螺母方向相反，來自緊固螺母的松退力已經(jīng)轉(zhuǎn)化為鎖緊螺母擰緊力，因而鎖緊螺母不會松脫。為什么唐氏螺紋緊固件的預(yù)緊力開始下降很快？從唐氏螺紋緊固件的振松曲線來看，開始下降超過了百分之十，以后預(yù)緊力下降逐步緩慢。這是螺紋緊固件的特點，螺紋緊固件在緊固完成后還有間隙并未消除，另外螺紋副之間還有一定的扭矩。螺紋緊固件在沖擊振動的載荷作用下，會很快導(dǎo)致預(yù)緊力下降，這種下降是螺紋緊固件的初始松動。解決初始松動的辦法是重新預(yù)緊。普通螺紋緊固件加彈性墊圈的防松方法由于預(yù)緊力下降太快而無法從振松曲線上看出初始松動。唐氏螺紋緊固件的強度如何？唐氏螺紋緊固件比普通螺紋緊固件的最小拉力載荷低。從表面看，唐氏螺紋的螺紋副之間的受力面積減少了很多，便從抗拉實驗的結(jié)果來看，唐氏螺紋緊固件連接副的最小拉力載荷仍能達(dá)到同材質(zhì)同規(guī)格普通螺紋緊固件最小拉力載荷的百分之八十以上，這是因為螺紋受力與其受力面積并無直接的聯(lián)系。普通螺紋的各螺紋段之間受力非常不均勻，其第一圈螺紋受力33.1，其第二圈受力22.5，最后一圈僅受力17。唐氏螺紋受力時，由于其受力面積較小，受力后容易變形，所以唐氏螺紋的各螺紋段之間受力較為均勻，其螺紋強度降低并不多。從螺紋各螺紋段受力情況還可以看出，用加厚螺母并不能提高其強度。我們在使用緊固件的時候發(fā)現(xiàn)有些螺栓被拉長，有的螺栓被剪斷，是不是螺栓強度低了？螺紋緊固件在使用過程中會發(fā)生損壞，一般不會因為螺紋的強度低而發(fā)生損環(huán)。一般的情況是先發(fā)生松動，導(dǎo)致螺栓使用狀況惡化，最終發(fā)生損壞。換句話說，螺栓是先松后壞，不松不壞。一般在設(shè)計使用緊固件時，螺栓的強度選擇是5到20倍。這種強度不會導(dǎo)致螺栓損壞。在使用時，有些螺栓被拉長，有些螺栓被剪斷，這都是因為螺栓松動所導(dǎo)致的。在緊固螺栓時，預(yù)緊力不超過螺栓的屈服點，螺栓是不會拉長的。但由于螺栓上的螺母松動，在被緊固對象與螺栓、螺母之間產(chǎn)生間隙而導(dǎo)致螺栓損壞。我們知道，如果把錘子壓在桌子上，錘子是無法把桌子砸壞的，但只要給它一點間隙就可以把桌子砸壞。對于主要受拉力的螺栓，由于螺母松動，螺栓與被緊固對象之間產(chǎn)生間隙，并產(chǎn)生撞擊。這種撞擊的力不需很大就可導(dǎo)致螺栓拉長，嚴(yán)重的導(dǎo)致螺紋破壞。對于主要受沿螺栓徑向力作用的螺栓，正常使用時螺栓與被緊固對象之間受摩擦力的作用，而并不受剪切力。當(dāng)螺栓松動，摩擦力消失，而螺栓與螺栓孔之間又有一定的間隙，這時螺栓受剪切力作用并與被緊固對象之間發(fā)生撞擊，最終導(dǎo)致螺栓被剪斷，螺栓孔被打成橢圓。將螺栓強度等級提高是否會改善防松性能？對于相同規(guī)格的螺栓，其強度等級高的螺栓抗拉強度高。改用較高強度等級的螺栓可以提高緊固時的預(yù)緊力，預(yù)緊力的提高會提高其防松效果，但不能說防松性能得到了改善。因為防松性能是由其防松結(jié)構(gòu)所決定的。改用高強度等級的螺栓后，其振松曲線和低強度等級螺栓的一樣，但是由于初始預(yù)緊力提高了，其預(yù)緊力的松弛要經(jīng)過更長的時間。在現(xiàn)場使用時左旋和右旋螺母如何區(qū)別？一般的左旋螺栓螺母都有標(biāo)記，從標(biāo)記上可以分別。但最基本的方法是看螺紋部分區(qū)分，普通螺紋是呈斜線狀的。對于螺栓而言，斜線右邊高為右旋，左邊高為左旋；對于螺母而言，斜線左邊高為右旋，斜線右邊高為左旋。唐氏螺紋緊固件產(chǎn)品怎樣選擇使用？唐氏螺紋緊固件的外形尺寸與國家標(biāo)準(zhǔn)的普通螺紋緊固件相同，只是螺紋不一樣。因而唐氏螺紋緊固件的選用可參照國家標(biāo)準(zhǔn)的普通螺紋緊固件選用。如何安裝唐氏螺紋緊固件連接副？第一步、預(yù)緊緊固螺母。第二步、預(yù)緊鎖緊螺母時，用工具夾緊緊固螺母擰緊鎖緊螺母，以消除緊固螺母與鎖緊螺母之間的間隙，保證鎖緊螺母的預(yù)緊力大于緊固螺母的預(yù)緊力。唐氏螺紋緊固件的螺紋長度是否有特殊要求？沒有，普通螺紋緊固件在制訂標(biāo)準(zhǔn)的過程中已經(jīng)考慮到雙螺母防松方法的使用，國家標(biāo)準(zhǔn)中最小的螺紋長度是2d+6(