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机械设计

螺纹联接常用的防松方法

时间:2015-10-14 22:27:08   作者:   来源:   阅读:7658   评论:0

    螺纹联接常用的防松方法

类型及原理
结构简图
特点及应用
防松能力随螺纹联接副预紧力的增加而提高
弹簧垫圈
螺纹联接常用的防松方法
 
依靠弹簧垫圈在压平后产生的弹力及其切口尖角嵌入被联接件及紧固件支承面起防松作用。结构简单、成本低、使用简便
GB/T 93、GB/T 859和GB/T 7244等传统使用的弹簧垫圈,由于弹力不均,也不十分可靠,多用于不甚重要的联接。对联接表面不允许划伤和经常拆卸的场合不宜选用
GB/T 7245《鞍形弹簧垫圈》和GB/T 7246《波形弹簧垫圈》则可明显改善一般弹簧垫圈之不足
双螺母
螺纹联接常用的防松方法
 
两个螺母对顶拧紧,使螺栓在旋合段内受拉而螺母受压,构成螺纹联接副纵向压紧。正确的安装方法为:先用规定的拧紧力矩的80%拧紧下面的螺母,再用100%的拧紧力矩拧紧上面的螺母;下面的螺母螺纹牙只受对顶力,其高度可以减小,一般用薄螺母;而上面的螺母用1型标准螺母;有的为防止装错和保证下面的螺母有足够的强度,则采用两个等高的螺母(1型)
该结构简单、防松效果好、成本低、质量大,多用于低速重载或载荷平稳的场合
扣紧螺母
螺纹联接常用的防松方法
 
先用六角螺母紧固联接件,然后旋上GB/T 805—2000《扣紧螺母》(扣紧螺母的螺纹有缺口,用以锁紧),并用手拧紧,再用扳手拧紧(约转过60°~90°)。松退扣紧螺母时,必须先拧紧六角螺母,使其与扣紧螺母之间产生间隙,然后才能拧下扣紧螺母,以免划伤螺栓螺纹
该结构防松性能良好,但不宜用于频繁装卸的场合;国外在电力铁塔上使用效果十分良好,可几十年不松动
六角法兰面型式-无锁紧元件
螺纹联接常用的防松方法
GB/T5789~5790—2000等六角法兰面螺栓、GB/T6177~6177—2000六角法兰面螺母,具有加大的支承面直径(dc大于2倍的螺纹直径),在一定的预紧力作用下,可获得足够的防松能力。如在其支承面上再制出齿纹,则防松能力成倍提高,又称为“三合一螺栓(母)”,即具有六角扳拧部分、加大支承面的功能,以及防松功能,三者合为一体,是当代最新型的六角扳拧紧固件的结构型式
适用于高强度(8级及其以上)紧固件,在重要的联接场合,如发动机、锻压设备、摩托车产品中使用,但成本高
依靠螺栓或螺母结构上的“有效力矩”的摩擦阻力和联接副预紧力这两方面产生的摩擦阻力矩防止松动
 
非金属嵌件六角锁紧螺母
螺纹联接常用的防松方法
 
GB/T889~889.2—2000和GB/T6182—2000锁紧螺母和GB/T6183.1~6183—2000非法兰面锁紧螺母锁紧部分是嵌装在螺母体上,没有内螺纹的尼龙圈。当外螺纹件拧入后,由于尼龙材料良好的弹性产生锁紧力,达到锁紧 该类螺母          由于尼龙熔点的限制,一般最高工作温度应小于120℃,以100℃以下为宜。如遇特殊需要,改换材料可达240℃ 由于尼龙属惰性物质,不受工业中常用化学产品的腐蚀,但受无机酸、弱酸与强碱的腐蚀。因此,不可在镀镍、镀锌等酸槽中浸泡,即装尼龙圈之前应先完成螺母体的电镀,而装入尼龙圈之后不可再进行电镀
 
理论与实践表明,该种螺母经拧紧、松退400次以上时,其性能基本稳定
适用于经常拆装的场合,且不易损坏外螺纹;又由于在没有预紧力的条件下,亦有保证的松退力矩;故在振动不大的情况下还可用于调整位置的场合。经热老化的试验研究证明,热老化以后,尼龙圈失去弹性,锁紧力反而倍增,直至拧碎才可松退螺母。所以,设计中不必考虑老化问题
安装时应注意:①尼龙圈内孔上的螺纹在螺栓拧入时挤压形成,而不得预先用丝锥攻出螺纹;②适当增大拧紧力矩;③选配适当长度的螺栓,过长,增加劳动强度;过短,影响防松效果,一般以螺栓末端外露2~3牙为宜;④螺杆上不得有开口销孔及毛刺,以免拧坏尼龙圈;螺母拧紧后少量尼龙丝挤出圈外,不影响防松效果。为便于装配可加润滑油(脂),但锁紧性能略有降低
目前,国内已成批生产尼龙圈锁紧螺母
带尼龙嵌件的锁紧螺栓或螺钉
螺纹联接常用的防松方法
Y=(3~4)P
A=5P
式中 A有效力矩部分的轴向长度
P螺距
锁紧部分是尼龙件,其尺寸与安装位置都影响锁紧性能。一般标准规定的安装位置如图所示
该锁紧方式适用于非标准螺母或机体内螺纹。由于结构特点决定其使用的规格较小,以免影响螺杆强度
一般使用中应采用较高的内螺纹公差等级。粗牙为5H、6H;细牙为6H。内螺纹的有效螺纹长度等于或大于6倍螺距。螺孔必须制出倒角,以保证锁紧性能
弹性垫圈
螺纹联接常用的防松方法
 
除弹簧垫圈以外的弹性垫圈品种较多,已标准化了的如图所示。这些垫圈的共同特点是:弹力均匀、载荷偏心小、规格较小。由于薄片弹性元件对氢脆的敏感性,所以,表面处理时应倍加注意
GB/T 860鞍形弹性垫圈,GB/T 955波形弹性垫圈在一定的载荷条件下,弹性好,各种硬度的被联接件均可使用。工作中不会划伤被联接件表面,可用于经常拆卸的场合;常用于调整并紧固被联接件间的间隙的场合,以及低性能等级,如5.8级及其以下的联接
GB/T 861.1、GB/T 862.1内、外齿锁紧垫圈,依靠齿被压平产生的弹力,以及齿嵌入被联接件和支承面产生的阻力起锁紧作用。由于齿形的强度较低,弹力也有限,一般适用于小规格、低性能等级的联接
螺纹联接常用的防松方法
GB/T 861.2和GB/T 862.2内、外锯齿锁紧垫圈,又称错齿型,也是依靠齿形受压产生的弹力,以及齿嵌入被联接件及支承面产生的阻力起锁紧作用。锯齿强度高,可适用于性能等级较高及较大的规格,能获得较好的防松效果
内、外齿与锯齿锁紧垫圈,均不宜于被联接件材料过硬或过软的场合,否则效果不佳
GB/T 956.1与GB/T 956.2锥形锁紧垫圈的特点与上述情况类同,仅适用于沉头或半沉头螺钉
内齿垫圈,适用于钉头直径dk较小的,如开槽圆柱头螺钉;还常用于因外观或要求防止钩挂异物等的场合,如理发坐椅。外齿垫圈,推荐用于一切允许采用的场合,因齿形处于较大力臂的部位,可获得最大的松退力矩
标准六角头螺栓与螺母采用或省略防松元
件的参考条件
螺纹联接常用的防松方法
 
用力矩法控制预紧力时,防松元件的使用可能使预紧力出现较大的损失,而预紧力的损失,又增加了松动的可能,所以,在一定条件下可以省略防松元件
在螺栓承受轴向载荷的条件下,对8.8级及其以上的螺栓,其夹紧长度如图所示大于螺纹直径的3倍时,可以不采用防松元件。因为,在这种情况下,如能比较准确地控制预紧力,即使承受冲击载荷时,一般还能保证足够的剩余预紧力,以阻止螺栓松动
对4.8、5.6和5.8级的螺栓,其夹紧长度大于螺纹直径的5倍时,也可以不采用防松元件。在引进技术中,有的重要的螺栓,省略了以往采用开槽螺母及开口销锁紧的结构型式
但在螺栓承受横向载荷的条件下,或由于被联接件的弹性变形,使轴向作用力引起横向位移的情况下,必须采用防松元件
全金属锁紧螺母
螺纹联接常用的防松方法
 
该类螺母品种繁多,也有不少专利产品,大体可分两类:
一类为使螺纹局部变形而产生有效力矩,其中包括:压扁收口型(椭圆收口或四方收口或圆周收口);点压(一点、两点或三点);开槽收口或压扁(一条或多条,纵向或横向开槽)
GB/T 6184~6186—2000全金属六角锁紧螺母,GB/T 6183.1~6183.2—2000全金属六角法兰面锁紧螺母为此类标准产品
一类为嵌入金属弹性元件,增加摩擦阻力而产生有效力矩,该类螺母一般适用于高强度外螺纹的场合
借助紧固件的附件固定紧固件与紧固件之间或紧固件与被联接件之间的相互位置(紧固件的附件如开口销、止动垫圈、金属丝)
螺杆带孔、开槽螺母配开口销
螺纹联接常用的防松方法
 
 
适用于变载、振动场合的重要部位联接的防松,性能可靠。设计及装配不便。航空、汽车及拖拉机等行业普遍采用。但不适用于双头螺柱的防松方法
普通螺栓和螺母配开口销
螺纹联接常用的防松方法
 
 
装配时,拧紧螺母后配钻;开口销孔可参照GB/T 5278选用。适用于单件生产的重要联接,但不适用于高强度紧固件联接及双头螺柱
头部带孔螺栓穿金属丝
螺纹联接常用的防松方法
 
 
用低碳钢丝穿入成组的螺栓头部金属丝孔,可相互制约,防松可靠。安装时应注意钢丝走向。图示仅适用于右旋螺纹;也适用于双头螺柱的防松。金属丝孔可参照GB/T5278确定
六角头螺栓或螺母配止动垫圈
螺纹联接常用的防松方法
 
 
一般用低碳钢制成的单耳(GB/T854或双耳(GB/T855)、或外舌(GB/T856)止动垫圈,将螺栓六角头或螺母锁定于被联接件上,防松可靠,但要求有一定的安装空间
使螺纹联接副局部材料产生塑性变形互相嵌入而防松
螺纹联接常用的防松方法
 
在螺杆末端冲单点或多点或铆死;在螺钉头部冲单点或多点,如图所示。防松性能一般。仅适用于低强度紧固件
借助粘接剂固定内外螺纹的相互位置
螺纹联接常用的防松方法
粘接旋合螺纹,方法简单、经济并有效。其防松性能与粘接剂直接相关,根据松退力矩和温度条件,以及可以拆卸或不可拆卸等要求,选用适当的粘接剂


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