• 中文 / English

          400-021-9527

          技術原理

                 在機械設備的連接部位的設計中大量使用螺栓和螺母配合的緊固方式,這種連接方式成本低,安裝靈活,應用範圍很廣。但是這種連接方式在設備經曆劇烈震動時會發生自動脫落,導致緊固性能失效,設備發生故障。很多的重大質量事故都是因爲小小的緊固件松脫引起的。

                 爲了解決緊固件的松脫問題,許多科學家和工程師采用了墊圈、化學塗膠、銷釘、鎖片、尼龍鎖緊、物理變形等多種輔助防松辦法,但是只能起到臨時解決問題的效果,沒有從松脫的根源上解決問題。

                 螺紋緊固件防松原理的關鍵在于螺紋的結構形狀。美國工程師在研究了緊固件的受力情況及螺紋結構後,重新設計螺母螺紋的幾何形狀,發明了這種現在被稱爲變牙型30°楔形的防松螺紋,從根本上解決了緊固件的松脫問題。

                 30°變牙型防松螺母有獨特的螺紋結構,它的陰螺紋的牙底處有一個30°的楔形斜面,當螺栓和螺母相互擰緊時,螺栓的牙尖就緊緊地頂在螺母的30°楔形斜面上,從而産生了很大的鎖緊力。由于牙形的角度改變,使施加在螺紋間接觸所産生的法向力與螺栓軸線成60度角,而不是普通螺紋的30度角。這樣的螺紋形式使30°變牙型螺紋法向壓力遠遠大于扣緊壓力,所産生的防松摩擦力也大大增加。同時,陽螺紋牙頂在與30°變牙型陰螺紋咬合時,牙頂處齒尖發生局部彈性變形,使載荷均勻地分布在接觸的螺旋線全長上(見圖1),避免了普通標准螺紋咬合時,80%以上的總載荷集中作用在第一和第二牙的螺紋面上的現象。因此,30°變牙型螺紋聯結副不僅克服了普通標准螺紋聯結副在振動條件下易于松動的缺點,而且大大延長了螺栓的使用壽命。

           



          圖1 普通螺紋與30°變牙型螺紋受力圖

           

                  中國機械工業通用零部件産品質量監督中心用容克式(JUNKERS)振動試驗機作了橫向負載振動試驗, 30°變牙型螺紋顯示出它具有非常優異的抗振動能力(見圖2 三種螺母的對比)。他們試驗了三種基本的螺母:30°變牙型防松螺母、普通標准螺母和有效力矩鎖緊螺母。用同樣的標准螺栓、同樣的振幅頻率、同樣的緊固負載力矩在同一台試驗機上試驗,試驗時間爲二分鍾。結果普通標准螺母全部松脫;有效力矩鎖緊螺母失去了70%的鎖緊能力;而變牙型30°楔形防松螺母仍然能夠保持75%以上的殘余軸力,驗證了其可靠的自鎖能力。

                 在以上試驗的基礎上,對三種螺紋的重複使用性作進一步的橫向振動試驗:30°變牙型防松螺母經過力矩扳手反複擰緊和擰松,其鎖緊力仍然不減少,保持螺母原有的鎖緊效果,證明其能夠重複使用;而普通標准螺母和有效力矩鎖緊螺母在幾次擰緊和擰松後,鎖緊力不斷減少直至完全喪失鎖緊能力,證明它們無法重複使用。

                 上海振高公司生産的30°變牙型防松螺母的防松性能檢測數據見《機械工業通用零部件産品質量監督檢測中心檢驗報告》(通檢委字第101884號)。