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紧固件连接松动原因及螺纹紧固件连接防松常用结构

发布日期:2023-02-17 14:49:26   浏览量 :258
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螺纹紧固件连接松动是常见的问题之一,最常用的紧固件在件在使用过程中由于振动、高低荷载变化及冲击等原因而造成松动,导致设备精度及安全可靠性降低而影响轮胎质量及生产效率。下面分享有关螺纹紧固件连接松动原因以及相关防松常用的结构措施。

 

一、螺纹紧固件连接松动原因

螺纹紧固件连接的实质是通过轴向力使被连接件保持在一起,当螺栓拧紧后,轴向力衰减称为螺纹连接松动。松动原因主要有以下几点。


1.1设计上的缺陷

(1)螺栓选用不当在螺栓拧紧过程中,连接部件之间的夹紧力随着预紧力的增大而快速的增大,当达到屈服点时开始发生塑性变形,这时夹紧力随着螺栓预紧力的加大而增加很小甚至不变,当再增加预紧力时其夹紧力逐渐变小直至断裂。故设计人员需要对拧紧力矩进行准确的分析和计算,并充分考虑零部件的重量、承受载荷、安全标准等因素,选择合适的螺栓连接。

(2)未考虑防松设计或防松方法不佳螺栓连接在使用过程中由于振动、高低荷载变化及冲击等原因而发生连接松动甚至螺栓脱落的现象。因此产品设计时必须实施有效的防松措施。


1.2预紧力不足

螺栓拧紧的预紧力直接决定两个连接零件之间的夹紧力,预紧力不足必然会导致连接螺栓出现松动并导致连接零部件的松动。螺栓预紧力要接近或者达到螺栓材料中的屈服强度。但是实际装配过程中,由于操作者臂力有限或所选工具型号不匹配,造成输出拧紧力矩不足,而造成螺栓不能达到要求的预紧力。


1.3支承面变形松动

当螺母或螺栓的支承面受到很大压力时,螺母或螺栓的支承面及被连接零件的接触面会发生压陷变形,导致螺纹紧固件预紧力减小甚至丧失,从而出现连接松动现象。


1.4装配工艺不当

对于分布有规律的多个螺栓拧紧,装配工艺未制定合理的拧紧工艺文件,操作工则完全凭个人经验进行拧紧作业,导致部分螺栓因拧紧顺序不对,出现受力不均衡而使螺栓松紧不一致出现松动。如在装配过程中一般采取对角交叉拧紧的方法,尽可能保证螺栓受力均衡,否则会使螺栓出现松动,甚至因受力不均使连接零部件出现变形。


1.5加工质量缺陷

零部件连接时螺纹孔或螺栓孔尺寸精度尤为重要,螺纹规格大小直接影响螺栓所获得的预紧力的大小。


2、螺纹紧固件连接防松常用结构

按工作原理分主要有三种类型,摩擦防松;机械防松;永久防松。

常用螺纹连接防松结构、原理及应用见表1所示

表1:常用螺纹连接防松结构、原理及应用


二、紧固件螺纹连接的防松

1、防松目的

实际工作中,外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少,螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零,从而使螺纹联接松动,如经反复作用,螺纹联接就会松驰而失效。因此,必须进行防松,否则会影响正常工作,造成事故。


2、防松原理

消除(或限制)螺纹副之间的相对运动,或增大相对运动的难度。


3、防松办法及措施

1)摩擦防松:对顶螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母等。

a、对顶螺母的特点及应用:两螺母对顶拧紧后,使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用。工作载荷有变动时。该摩擦力仍然存在。旋合螺纹间的接触情况如下图所示,下螺母螺纹牙受力较小,其高度可小些,但为了防止装错,两螺母的高度取成相等为宜。结构简单。适用于平稳、低速和重载的固定装置上的连接。

b、弹簧垫圈的特点及应用:螺母拧紧后,靠垫圈压平而产生的弹性反力使旋合螺纹间压紧。同时垫圈斜口的尖端抵住螺母与被连接件的支承面也有防松作用。结构简单、使用方便。但由于垫圈的弹力不均。在冲击、振动的工作条件下,其防松效果较差,一般用于不重要的连接。

c、自锁螺母的特点及应用:螺母一端做成非圆形收口或开封后径面收口,螺母拧紧后收口张开,利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。结构简单,防松可靠,可多次拆卸而不降低防松性能。


2)机械防松:开口销与六角开槽螺母,圆螺母与止动垫圈,弹簧垫片,轴用带翅垫片,止动垫片,串联钢丝等。

a、开口销与六角开槽螺母的特点及应用: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。也可用普通螺母代替六角开槽螺母,但需拧紧螺母后再配钻销孔。适用于较大冲击、振动的高速机械中运动部件的连接。

b、止动垫圈的特点及应用:螺母拧紧后,将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被连接件的侧面折弯贴紧,即可将螺母锁住。若两个螺栓需要双连锁紧时,可用双连止动垫圈,使两个螺母相互制动。结构简单,使用方便,防松可靠。

c、串联钢丝的特点及应用:用低碳钢丝穿入各螺纹头部的孔内,将各螺钉串联起来,使其相互制动。使用时必须注意钢丝的穿入方向(上图正确,下图错误)。适用于螺钉组连接,防松可靠,但装卸不便。


3)永久防松:铆合、冲点、点焊。

a、铆合的特点及,应用:螺栓杆末端外露长度为(1~1.5),P (螺距), 当螺母拧紧后把螺栓末端伸出部分铆死。这种防松方法可靠,但拆卸后连接件不能重复使用。

b、冲点的特点及应用:用冲头在螺栓杆末端与螺母的旋合缝处打冲,利用冲点防松冲点可以在端面,也可以在侧面,冲点中心一般在螺纹的小径处。这种防松方法可靠,但拆卸后连接件也不能再使用。

4)化学防松:粘合。

a、涂胶粘剂的特点及应用:在旋合螺纹间涂以液体胶粘剂,拧紧螺母后,胶粘剂硬化、固着防止螺纹副的相对运动。


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