談螺紋緊固件連接的防松

                                        2018-11-27 2233



                                          1、引言

                                          在機器或設備中,部件的組裝、零件的固定及鎖緊、定位等常用到螺紋緊固件,我們常用的有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊圈等,螺紋緊固件的正常工作與否會對機器設備的正常運轉帶來重要影響。由于其具有連接力大、容易裝拆和可以反復使用的特點,在各行各業應用十分廣泛。但是螺紋緊固件也存在不可忽視的缺點,它在工作過程中可能會發生松動,尤其是在多沖擊、高溫差、頻繁振動的使用環境,更加容易松動,嚴重時會發生脫落,將直接影響設備的正常運轉,降低設備工作效率,甚至導致惡性事故。因此,針對螺紋緊固件松動的原因,采取有效可行的防松措施,在現實應用中具有重要的意義。文章下面將對螺紋緊固件連接松動發生的原因進行詳細分析, 在此基礎上分析和梳理出常見的螺紋緊固件連接的防松措施,期待對讀者有一定的啟發作用。

                                          2. 螺紋緊固件連接松動的原因分析

                                          螺紋連接在承受工作載荷之前預先受到一個擰緊作用力,叫做預緊力。螺紋緊固件松動是指螺紋連接全部喪失或者部分喪失預緊力,  ,螺紋緊固件連接出現松動的原因主要有以下幾個方面。

                                          (l)初始松動。螺紋緊固件被擰緊后,在工作過程中,例如在振動環境下,它的各個接觸面,包括螺紋型面、支承面以及與被連接零件的接觸面的粗糙程度會因為不斷磨合而減小,從而導致緊固狀態產生變化,喪失預緊力,進而發生松動。針對這種情況,需要在螺紋緊固件進行一段時間工作后,檢查其緊固狀態,再次將其擰緊,使其再具有預緊力。

                                          (2)支承面被壓陷引起松動。當螺栓或者螺母的支承面受到壓力太大時,螺栓或者螺母的支承面與被連接零件的接觸面會發生壓陷變形,這種變形是一種塑性變形,即使壓力撤銷,也無法再恢復原樣,從而導致螺紋緊固件預緊力減小甚至喪失,連接松動。

                                          (3)螺紋連接的自松動。螺紋連接的自松動是最常見的失效原因。我們知道,當物體置于一斜面時,它受到向下的重力,垂直于斜面的支撐力和平行于斜面的摩擦力,當橫向分力大于摩擦力時物體就會沿斜面下滑。螺栓也是同樣道理,螺紋是等距螺旋線,任何一段螺紋都是斜線,螺栓受到的壓力分解成軸向力和橫向分力, ,當螺栓受到振動時,瞬時的橫向分力大于摩擦力,螺栓就會沿斜面轉動,長時間如此,便會發生松動。

                                          3. 常見的螺紋緊固件連接的防松措施

                                          (1)增加螺紋緊固件之間的摩擦力。可以通過增大螺紋緊固件之間或者螺母接觸連的摩擦力來防止螺紋緊固件出現松動,它不會受到空間的限制,可以循環地拆卸使用,是迄今使用最為廣泛的一個措施。

                                          (2)采取焊接、涂膠或者沖點鉚等手段來破壞螺紋固件的螺紋運動副關系。這種方法會破壞螺紋緊固件原有的結構,使得螺紋緊固件不能重復利用,該方法主要用在一次性使用的螺紋連接之上。

                                          (3)增加機械固定件。可以利用止動墊圈,開口銷等機械固定件來固定和鎖緊螺紋緊固件,在重要連接部位廣泛地采用這種防松方法,可以有效的防止螺紋緊連接的松動。但此方法生產安裝的工序繁瑣,螺紋緊固件的重量也會有所增加。

                                          (4)采用雙螺母防松。使用兩個相同規格的螺母替代原有的單螺母。這種雙螺母裝配可以首先采用百分之八十的裝配扭矩來擰緊雙螺母中的內螺母,然后在利用百分之百的扭矩來鎖緊外螺母,這樣一來就可以有效的增大兩個螺母和螺栓上螺紋的貼合度,可以顯著的提高螺紋緊固件防松的摩擦阻力。但是,該方法和第三種方法有一個相同的不足就是會增加螺紋緊固件自身的重量, 另外這種方式對螺母的安裝空間也有一定的要求。

                                          (5)使用彈性墊圈。彈性墊圈主要有彈簧彈性墊圈、波形彈性墊圈、鞍形彈性墊圈以及齒形彈性等類型,使用彈性墊圈的原理主要是利用墊圈所帶有的彈簧的外彈力或者翹齒的摩擦力來防止螺紋緊固件連接松動,為螺紋連接提供一定的緊鎖作用。使用彈性墊圈防松連接簡單,成本低廉,安裝使用方便,是廣泛采用的防松方式之一。但是值得我們注意的是,彈性墊圈材料容易氫脆,防松的效果一般,在有激烈沖擊或震動的部位不宜使用彈墊防松,重要的螺紋連接不能單獨使用彈性墊圈防松。

                                          (6)使用自鎖螺母。自鎖螺母按功能分類的類型有嵌尼龍圈的、帶頸收口的、加金屬防松裝置的。它們都屬于有效力矩型防松螺母,被廣泛使用在各種重要連接部位。

                                          4.螺紋防松的實踐

                                          在實際的應用中, 要分析連接部位的重要性和拆裝頻率,綜合選擇防松措施。例如永不拆卸的部件可以使用鉚接,焊接,膠接等連接方式。頻繁拆卸的可以使用快卸連接件。重要部件的連接,螺紋緊固件只要拆卸一次必須更換,而且要同時采用多種防松方式,以保證連接的安全。螺釘連接盡量保證螺釘在上,螺母在下,這樣在螺母松動脫落后,依然能保證連接。

                                          5. 結束語

                                          為了合理有效的增加螺紋緊固件連接的緊固效果,防止螺紋緊固件連接在使用過程中脫落,除了以上所闡述的幾種方法以外,使用者需要緊密結合螺紋緊固件使用的具體情景,科學分析各類螺紋緊固件連接的防松措施的優缺點,正確合理地選擇螺紋緊固件連接的防松方式。另外,需要在實踐的過程中不斷的積累螺紋緊固件連接的防松經驗,對于各類由于螺紋緊固件連接的松動所造成的生產事故要追根究底,發現螺紋緊固件連接的松動的根本原因, 從源頭解決螺紋緊固件連接的松動。

                                          參考文獻

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