螺紋連接防松方法2松動(dòng)原因分析

在靜載荷和工作溫度變化不大時(shí)，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(dòng)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(shí)，螺紋聯(lián)接就不會(huì)松動(dòng)。但在動(dòng)載荷（變載、沖擊、振動(dòng)等）或工作溫度有較大變化時(shí)，可能會(huì)引起螺紋連接松動(dòng)。其具體原因主要包括兩方面：2.因螺栓預(yù)緊力的存在，會(huì)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(huì)在動(dòng)載荷下繼續(xù)發(fā)生，變形量會(huì)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(shí)螺紋副接觸面會(huì)有一定間隙。同時(shí)，螺紋表面微觀碎屑和微粒會(huì)夾雜在內(nèi)外牙隙之間，可作為螺紋連接松動(dòng)的潤(rùn)滑劑。在動(dòng)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(dòng)，內(nèi)外螺紋間的摩擦阻力會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)減少或者消失。在動(dòng)載荷下，這種現(xiàn)象多次重復(fù)的交互作用，最終會(huì)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(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)。2.對(duì)頂螺母：螺栓受拉，螺母受壓時(shí)，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(dòng)和變載的機(jī)件連接上。多一個(gè)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?gòu)椥栽募笆┍乩温菽?。其中嵌尼龍圈的螺母和施必牢螺母效果最佳?特點(diǎn)：直接擰緊簡(jiǎn)單方便，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，易于安裝，不受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，不受人為因素影響，應(yīng)用最廣泛。注：對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)。5墊圈防松特點(diǎn)：只防止了螺栓或螺母相對(duì)于被連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)，不能限制螺紋副之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。其在振動(dòng)條件下，防松效果較差。應(yīng)用：日本汽車行業(yè)已逐漸減少?gòu)椈蓧|圈的使用而美國(guó)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(duì)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(dòng)，多用于經(jīng)常拆卸處，但其橫向振動(dòng)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(shí)局部嵌入支撐面，彈性均勻，防松性能較好，不過會(huì)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(shì)，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(shí)，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(shí)現(xiàn)防松。特點(diǎn)：螺母在螺栓失去軸向力時(shí)，無(wú)論螺母擰入還是擰出，因?yàn)槟猃埖拇嬖?，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(dòng)，防松性能優(yōu)良，可重復(fù)使用。優(yōu)點(diǎn)：可用于沖擊、振動(dòng)等較惡劣的工況。缺點(diǎn)：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(shí)，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(qiáng)的抗擊橫向振動(dòng)能力。優(yōu)點(diǎn)：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(jī)械等行業(yè)中。特點(diǎn)：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(gè)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(jī)械防松1.止動(dòng)墊圈：螺母擰緊之后，將單耳或雙耳止動(dòng)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(gè)螺栓需要雙聯(lián)鎖緊，可采用雙聯(lián)止動(dòng)墊圈，使兩螺母互相制動(dòng)。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?jìng)?cè)面貼緊。3.串聯(lián)鋼絲：用低碳鋼絲穿入各個(gè)螺栓頭部孔內(nèi)，將各個(gè)螺栓串聯(lián)起來相互制動(dòng)。適用于螺栓組連接防松。8原理：利用各種止動(dòng)零件阻止擰緊螺紋零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：防松可靠，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間要求高，裝配時(shí)需要配做，適用于小批量的不易檢查處和對(duì)防松要求非常嚴(yán)格的螺紋連接（較大沖擊、振動(dòng)、高速場(chǎng)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(diǎn)：消除螺紋副之間的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)關(guān)系，使其變成非運(yùn)動(dòng)副關(guān)系，限制運(yùn)動(dòng)副間的運(yùn)動(dòng)。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(shí)，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(shí)，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(diǎn)：只要所選粘接劑的抗剪強(qiáng)度低于緊固件的抗扭強(qiáng)度，拆卸后的緊固