螺纹连接防松方法

螺纹连接防松方法2松动原因分析

在静载荷和工作温度变化不大时，螺纹连接因有足够的预紧力可保证自锁。在静载条件下，螺栓只承受轴向载荷，由于螺纹升角的作用，松动扭矩是拧紧扭矩的80%左右。因此，只要作用在螺母或螺栓头部的松退扭矩小于0.8倍的拧紧扭矩时，螺纹联接就不会松动。但在动载荷（变载、冲击、振动等）或工作温度有较大变化时，可能会引起螺纹连接松动。其具体原因主要包括两方面：2.因螺栓预紧力的存在，会使紧固件和被连接零件间产生较大的应力，螺栓连接中互相接触面（如螺纹牙侧面、各支撑面、被连接件相互接触面）由于表面粗糙度、波纹度及形位公差等，造成局部塑性变形。这些塑性变形会在动载荷下继续发生，变形量会继续加大，进而导致联接副啮合表面正压力减小，自锁能力下降，螺栓松脱。1.由于内外螺纹公差带的影响，内外螺纹连接时螺纹副接触面会有一定间隙。同时，螺纹表面微观碎屑和微粒会夹杂在内外牙隙之间，可作为螺纹连接松动的润滑剂。在动载荷的变化下（轴向载荷和横向载荷的作用），螺纹联接不可避免的存在轴向和径向的窜动，内外螺纹间的摩擦阻力会出现瞬时减少或者消失。在动载荷下，这种现象多次重复的交互作用，最终会导致螺纹联接的松脱。3防松的根本问题：防止螺纹副在受载时发生相对转动。摩擦防松1.施加足够扭矩防松：能使螺栓螺母与被连接件产生足够的夹紧力，即使在振动和冲击下，仍有足够的残余应力保证有效的摩擦阻力防止螺纹连接相对运动。2.对顶螺母：螺栓受拉，螺母受压时，应力主要集中在第一圈螺纹线上，因此一般不用于受冲击、振动和变载的机件连接上。多一个螺母，工作不是很可靠，较少采用。3.垫圈防松4.自锁螺母：主要功能是防松、抗振，是非常有效的防松方式，可以省去垫圈，减少零件数量，使用方便。自锁螺母有嵌尼龙圈的、带颈收口的、嵌金属弹性元件的及施必牢螺母。其中嵌尼龙圈的螺母和施必牢螺母效果最佳。4特点：直接拧紧简单方便，标准化程度高，易于安装，不受现场条件限制，不受人为因素影响，应用最广泛。注：对于数量大、空间受限制的螺纹连接应优先采取摩擦防松。原理：使螺纹连接副间始终有不随外载荷而变的足够正压力，能产生有效的摩擦力矩，有效的阻止螺纹副的相对运动。5垫圈防松特点：只防止了螺栓或螺母相对于被连接件的转动，不能限制螺纹副之间的相对转动。其在振动条件下，防松效果较差。应用：日本汽车行业已逐渐减少弹簧垫圈的使用而美国汽车工业已淘汰了这种防松方式。这种防松方式趋于逐渐被粘结防松方式取代。平垫圈:改善支撑面不平和增大支撑面积的作用，保证支撑面的摩擦因数稳定，对防松有一定的作用。弹簧垫圈:靠弹性产生轴向力和斜口摩擦来防止紧固件松动，多用于经常拆卸处，但其横向振动条件下防松效果较差。内、外齿弹性垫圈：弹性垫圈的扭曲的齿被拧紧螺母压平，使螺纹副轴身压紧，同时局部嵌入支撑面，弹性均匀，防松性能较好，不过会划伤连接件表面。常与螺钉配合使用，利用划伤连接件表面的优势，多用于表面涂漆的零件接线柱上，可以划破漆皮，保证导电性能。垫圈形式：平垫圈，弹簧垫圈，内、外齿弹性垫圈。内齿弹性垫圈外齿弹性垫圈6尼龙防松原理：利用螺母上端嵌有尼龙圈来起到防松作用（见图2），在螺栓未拧入前，尼龙圈没有螺纹。装配时，靠螺栓外螺纹在尼龙环上攻出螺纹，靠尼龙的弹性变形产生有效力矩实现防松。特点：螺母在螺栓失去轴向力时，无论螺母拧入还是拧出，因为尼龙的存在，均需一定的扭矩，因此能够有效地抑制螺纹副之间的转动，防松性能优良，可重复使用。优点：可用于冲击、振动等较恶劣的工况。缺点：使用温度在100度以内，尼龙易老化。应用：减速器上下盖的连接施必牢螺母防松（spiralock）7定义：施必牢螺母与标准螺母的区别在于其螺纹底径上有一30度的锥面，而相配合的螺栓螺纹仍是标准螺纹（如右图）。原理：螺母拧紧在螺栓上时，外螺纹的牙顶紧紧地贴在内螺纹牙根30度的锥面上，产生很大的径向锁紧力，使螺母具有很强的抗击横向振动能力。优点：1.可靠的防松、防振能力2.可提高螺母和螺栓的使用寿命，可重复使用3.不受温度变化影响，应用范围广4.自由旋转，直到拧紧才能施加力矩，拆卸方便应用：已广泛应用于航天航空、军工、汽车、铁路港口机械等行业中。特点：相比普通螺纹连接，施必牢螺母锁紧力能均匀分配在所有各个牙的螺纹上（如右图）。较好的解决了螺纹磨损与剪切变形的问题。机械防松1.止动垫圈：螺母拧紧之后，将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被连接件侧面折弯贴紧，即可将螺母锁住。若是两个螺栓需要双联锁紧，可采用双联止动垫圈，使两螺母互相制动。2.开口销和六角开槽螺母：六角开槽螺母拧紧后，将开口销穿入螺栓尾部小孔和螺母的槽内，并将开口销尾部掰开与螺母侧面贴紧。3.串联钢丝：用低碳钢丝穿入各个螺栓头部孔内，将各个螺栓串联起来相互制动。适用于螺栓组连接防松。8原理：利用各种止动零件阻止拧紧螺纹零件的相对运动。特点：防松可靠，结构复杂，空间要求高，装配时需要配做，适用于小批量的不易检查处和对防松要求非常严格的螺纹连接（较大冲击、振动、高速场合）。破坏螺纹副关系防松1.焊接法2.铆冲法螺母拧紧后把螺栓末端伸出部分铆死，或利用冲头在螺栓末端与螺母的缝合处打冲，破坏螺纹副的正常啮合达到防松效果。这种方法防松可靠，但拆卸后不能重复使用。9特点：消除螺纹副之间的运动关系，防松性能好，操作繁琐，人为因素影响大，标准化程度低，多用于不拆卸一次性的螺纹连接。原理：破坏螺纹副之间的运动关系，使其变成非运动副关系，限制运动副间的运动。应用：这种方法已很少使用。10定义：将螺栓和螺母或与被连接件粘结在一起，以达到防松目的。原理：大批量生产的粘结螺栓时，一般是在紧固件制造厂将厌氧胶涂在螺栓上并经干燥处理形成微胶囊（表面干燥，没有粘感）。装配时，微胶囊受挤压破裂，胶液溢出，将螺栓与连接件或螺母粘结牢固。特点：只要所选粘接剂的抗剪强度低于紧固件的抗扭强度，拆卸后的紧固