螺紋連接防松方法

螺紋連接防松方法2松動原因分析

在靜載荷和工作溫度變化不大時，螺紋連接因有足夠的預(yù)緊力可保證自鎖。在靜載條件下，螺栓只承受軸向載荷，由于螺紋升角的作用，松動扭矩是擰緊扭矩的80%左右。因此，只要作用在螺母或螺栓頭部的松退扭矩小于0.8倍的擰緊扭矩時，螺紋聯(lián)接就不會松動。但在動載荷（變載、沖擊、振動等）或工作溫度有較大變化時，可能會引起螺紋連接松動。其具體原因主要包括兩方面：2.因螺栓預(yù)緊力的存在，會使緊固件和被連接零件間產(chǎn)生較大的應(yīng)力，螺栓連接中互相接觸面（如螺紋牙側(cè)面、各支撐面、被連接件相互接觸面）由于表面粗糙度、波紋度及形位公差等，造成局部塑性變形。這些塑性變形會在動載荷下繼續(xù)發(fā)生，變形量會繼續(xù)加大，進(jìn)而導(dǎo)致聯(lián)接副嚙合表面正壓力減小，自鎖能力下降，螺栓松脫。1.由于內(nèi)外螺紋公差帶的影響，內(nèi)外螺紋連接時螺紋副接觸面會有一定間隙。同時，螺紋表面微觀碎屑和微粒會夾雜在內(nèi)外牙隙之間，可作為螺紋連接松動的潤滑劑。在動載荷的變化下（軸向載荷和橫向載荷的作用），螺紋聯(lián)接不可避免的存在軸向和徑向的竄動，內(nèi)外螺紋間的摩擦阻力會出現(xiàn)瞬時減少或者消失。在動載荷下，這種現(xiàn)象多次重復(fù)的交互作用，最終會導(dǎo)致螺紋聯(lián)接的松脫。3防松的根本問題：防止螺紋副在受載時發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。摩擦防松1.施加足夠扭矩防松：能使螺栓螺母與被連接件產(chǎn)生足夠的夾緊力，即使在振動和沖擊下，仍有足夠的殘余應(yīng)力保證有效的摩擦阻力防止螺紋連接相對運動。2.對頂螺母：螺栓受拉，螺母受壓時，應(yīng)力主要集中在第一圈螺紋線上，因此一般不用于受沖擊、振動和變載的機件連接上。多一個螺母，工作不是很可靠，較少采用。3.墊圈防松4.自鎖螺母：主要功能是防松、抗振，是非常有效的防松方式，可以省去墊圈，減少零件數(shù)量，使用方便。自鎖螺母有嵌尼龍圈的、帶頸收口的、嵌金屬彈性元件的及施必牢螺母。其中嵌尼龍圈的螺母和施必牢螺母效果最佳。4特點：直接擰緊簡單方便，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，易于安裝，不受現(xiàn)場條件限制，不受人為因素影響，應(yīng)用最廣泛。注：對于數(shù)量大、空間受限制的螺紋連接應(yīng)優(yōu)先采取摩擦防松。原理：使螺紋連接副間始終有不隨外載荷而變的足夠正壓力，能產(chǎn)生有效的摩擦力矩，有效的阻止螺紋副的相對運動。5墊圈防松特點：只防止了螺栓或螺母相對于被連接件的轉(zhuǎn)動，不能限制螺紋副之間的相對轉(zhuǎn)動。其在振動條件下，防松效果較差。應(yīng)用：日本汽車行業(yè)已逐漸減少彈簧墊圈的使用而美國汽車工業(yè)已淘汰了這種防松方式。這種防松方式趨于逐漸被粘結(jié)防松方式取代。平墊圈:改善支撐面不平和增大支撐面積的作用，保證支撐面的摩擦因數(shù)穩(wěn)定，對防松有一定的作用。彈簧墊圈:靠彈性產(chǎn)生軸向力和斜口摩擦來防止緊固件松動，多用于經(jīng)常拆卸處，但其橫向振動條件下防松效果較差。內(nèi)、外齒彈性墊圈：彈性墊圈的扭曲的齒被擰緊螺母壓平，使螺紋副軸身壓緊，同時局部嵌入支撐面，彈性均勻，防松性能較好，不過會劃傷連接件表面。常與螺釘配合使用，利用劃傷連接件表面的優(yōu)勢，多用于表面涂漆的零件接線柱上，可以劃破漆皮，保證導(dǎo)電性能。墊圈形式：平墊圈，彈簧墊圈，內(nèi)、外齒彈性墊圈。內(nèi)齒彈性墊圈外齒彈性墊圈6尼龍防松原理：利用螺母上端嵌有尼龍圈來起到防松作用（見圖2），在螺栓未擰入前，尼龍圈沒有螺紋。裝配時，靠螺栓外螺紋在尼龍環(huán)上攻出螺紋，靠尼龍的彈性變形產(chǎn)生有效力矩實現(xiàn)防松。特點：螺母在螺栓失去軸向力時，無論螺母擰入還是擰出，因為尼龍的存在，均需一定的扭矩，因此能夠有效地抑制螺紋副之間的轉(zhuǎn)動，防松性能優(yōu)良，可重復(fù)使用。優(yōu)點：可用于沖擊、振動等較惡劣的工況。缺點：使用溫度在100度以內(nèi)，尼龍易老化。應(yīng)用：減速器上下蓋的連接施必牢螺母防松（spiralock）7定義：施必牢螺母與標(biāo)準(zhǔn)螺母的區(qū)別在于其螺紋底徑上有一30度的錐面，而相配合的螺栓螺紋仍是標(biāo)準(zhǔn)螺紋（如右圖）。原理：螺母擰緊在螺栓上時，外螺紋的牙頂緊緊地貼在內(nèi)螺紋牙根30度的錐面上，產(chǎn)生很大的徑向鎖緊力，使螺母具有很強的抗擊橫向振動能力。優(yōu)點：1.可靠的防松、防振能力2.可提高螺母和螺栓的使用壽命，可重復(fù)使用3.不受溫度變化影響，應(yīng)用范圍廣4.自由旋轉(zhuǎn)，直到擰緊才能施加力矩，拆卸方便應(yīng)用：已廣泛應(yīng)用于航天航空、軍工、汽車、鐵路港口機械等行業(yè)中。特點：相比普通螺紋連接，施必牢螺母鎖緊力能均勻分配在所有各個牙的螺紋上（如右圖）。較好的解決了螺紋磨損與剪切變形的問題。機械防松1.止動墊圈：螺母擰緊之后，將單耳或雙耳止動墊圈分別向螺母和被連接件側(cè)面折彎貼緊，即可將螺母鎖住。若是兩個螺栓需要雙聯(lián)鎖緊，可采用雙聯(lián)止動墊圈，使兩螺母互相制動。2.開口銷和六角開槽螺母：六角開槽螺母擰緊后，將開口銷穿入螺栓尾部小孔和螺母的槽內(nèi)，并將開口銷尾部掰開與螺母側(cè)面貼緊。3.串聯(lián)鋼絲：用低碳鋼絲穿入各個螺栓頭部孔內(nèi)，將各個螺栓串聯(lián)起來相互制動。適用于螺栓組連接防松。8原理：利用各種止動零件阻止擰緊螺紋零件的相對運動。特點：防松可靠，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間要求高，裝配時需要配做，適用于小批量的不易檢查處和對防松要求非常嚴(yán)格的螺紋連接（較大沖擊、振動、高速場合）。破壞螺紋副關(guān)系防松1.焊接法2.鉚沖法螺母擰緊后把螺栓末端伸出部分鉚死，或利用沖頭在螺栓末端與螺母的縫合處打沖，破壞螺紋副的正常嚙合達(dá)到防松效果。這種方法防松可靠，但拆卸后不能重復(fù)使用。9特點：消除螺紋副之間的運動關(guān)系，防松性能好，操作繁瑣，人為因素影響大，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，多用于不拆卸一次性的螺紋連接。原理：破壞螺紋副之間的運動關(guān)系，使其變成非運動副關(guān)系，限制運動副間的運動。應(yīng)用：這種方法已很少使用。10定義：將螺栓和螺母或與被連接件粘結(jié)在一起，以達(dá)到防松目的。原理：大批量生產(chǎn)的粘結(jié)螺栓時，一般是在緊固件制造廠將厭氧膠涂在螺栓上并經(jīng)干燥處理形成微膠囊（表面干燥，沒有粘感）。裝配時，微膠囊受擠壓破裂，膠液溢出，將螺栓與連接件或螺母粘結(jié)牢固。特點：只要所選粘接劑的抗剪強度低于緊固件的抗扭強度，拆卸后的緊固