防松螺纹紧固件应用注意事项
防松螺纹紧固件应用注意事项
根据带有防松功能的紧固件在紧固连接的实际应用过程,以及防松效果测试数据,介绍了其特点以及其在应用时的注意事项,可供设计工程师在选用防松措施及防松紧固件时,作为参考。
一、常用的防松形式及原理介绍
在紧固件连接中,*常用的防松形式有四种:摩擦防松、机械防松、破坏螺纹副防松和化学粘结防松。
其中,摩擦防松因其使用简单,易于安装,且标准化程度高、可重复性使用,所以是*为广泛采用的一种形式。
1、摩擦防松原理
通过让螺纹连接副之间始终有不随着外载荷而变化的足够大正压力,以产生阻止螺纹副相对运动的摩擦力,从而达到防松的作用。
如弹簧垫圈、自锁螺母和尼龙自锁螺母等。
2、机械防松
是利用止动元件,直接锁止,从而达到限制螺纹副间的相对运动。由于止动元件与螺纹紧固件作用面存在一定的间隙,所以,当产生止动作用时,连接已经发生一定程度的松动,所以,对紧固防松的效果几乎没有,只起到防止紧固件松脱的作用。
3、破坏螺纹副防松
这种是在紧固件拧紧后,通过冲铆、焊接等形式,使螺纹副无法旋转松动。这种形式防松效果良好,但装配效率低、无重复使用性。所以,在大规模高效率安装的情况下,很少被采用。
4、化学粘结防松
这种是通过预涂厌氧胶或现涂防松胶的形式,在螺纹副安装拧入时,挤碎预涂胶囊,形成具有一定强度和韧性的热固性塑料,充分填充螺纹啮合间隙,从而起到限制螺纹副的旋转运动,以达到锁固防松的作用。
这种形式抗振防松效果好,同时还有一定的密封作用,在一定条件下可以重复使用,但拆卸较为困难。
二、具有防松功能的螺纹紧固件特点及应用注意事项
1、螺栓/螺钉类
① 承面带齿六角法兰面螺栓
1)特点
螺栓承面均布有一定角度“锯齿”
状或圆弧状的齿形。在紧固拧紧过程中,承面产生的压紧力使齿形嵌入连接件表面,增大了螺栓承面摩擦力,从而起到良好的防松作用。
2)应用注意事项
① 不应与平垫圈、弹簧垫圈组合使用;
② 不应用于被连接件硬度高于螺栓*低硬度的连接场合;
③ 与螺母配合使用时,应尽量采用自锁螺母;
④ 不应用于连接外观件及质地软的被连接件。
② 预涂厌氧胶螺栓/螺钉
1)特点
预涂厌氧胶螺栓抗振防松效果好,螺纹具有一定的密封作用,可在-50~120℃工况条件下应用。
胶的保质期约为2年,便于产品存储。特别适合用于锁固要求高,不经常拆卸的场合。
2)应用注意事项
① 装配时,应尽量在10分钟内紧固到位;
② 紧固完毕后,应不再进行复紧;
③ 拆卸时,若可以使用加热方式,尽量采用加热后拆卸;
④ 螺栓二次使用时,应清理螺纹孔后少量涂抹厌氧胶后再装配紧固。
2、螺母类
① 全金属锁紧螺母
全金属锁紧螺母类型主要有六角螺母、六角凸缘螺母、六角法兰螺母、十二角法兰螺母等。
1)特点
通过内螺纹底孔的变形量或螺纹牙型变形量,在与螺栓装配旋合时,使得螺纹间产生过盈(干涉)配合关系,从而增大了螺纹间的摩擦力,以达到防松的作用。
在振动工况下,防松可靠性较高,通过变换材质,可应用于各种温度下的工况。但由于金属变形抗力的作用,螺母变形量较难控制,从而导致防松力矩散差较大,易出现装配咬死现象。
此外装配后由于摩擦力的作用,易导致螺纹表面涂/镀层受损,影响耐腐性能。
2)应用注意事项
① 装配时,装配工具转速不易过高;
② 对于镀锌、达克罗等表面处理的螺母,装配时应施加润滑;
③ 可重复使用,但不能反复安装超过5次。
② 非金属嵌件锁紧螺母
1)特点
在装配过程中,螺栓的螺纹会在螺母尾部的尼龙圈上自然挤压成螺线,使之与螺栓螺牙形成紧密的配合,同时在尼龙的弹性力作用下,产生摩擦力,从而起到防松的作用。
这种螺母装配力矩稳定,但防松效果较好,可重复使用,但防松效果会降低,可用于冲击振动的场合。较全金属锁紧螺母相比,不会损伤螺栓螺纹处的表面镀层。
2)应用注意事项
① 不适合在高温工况下使用(其工作范围:-50~100℃);
② 不适合在无机酸或强碱环境的工况下使用;
③ 装配时,若发现尼龙圈转动,应更换螺母;
④ 可重复使用,但不能反复安装超过20次;
⑤ 不适合用于10级以上的螺母。
③ 开槽收口锁紧螺母
1)特点
在装配过程中,螺栓旋入螺母时,自动撑开螺母尾端,在螺母收口变形力作用下,
使得旋合部位的螺纹形成紧密的配合,同时产生一定的摩擦力,从而起到防松的作用。
这种螺母力矩稳定,但防松效果良好,可重复使用,通过改变螺母材质,可应用于各种温度下的工况。
2)应用注意事项
① 装配时,需注意观察收口处是否有横向裂纹发生;
② 重复使用时,需注意螺母尾部收口部位是否具备足够的弹性。
④ 30º楔形锁紧螺母(施必牢)
1)特点
这类螺母特点是在螺纹的牙底处,加工一个30º的楔形斜面,当装配拧紧螺栓螺母时,螺栓牙尖会在螺母楔形斜面的作用下,形成足够大的锁紧力,从而起到防松的作用。
它具有良好的防松性能,可重复使用,特别适合在各种温度和冲击振动工况条件下使用,但不适合连接质地较软的连接件。
这种螺纹结构,可应用于任何结构的螺母上,大大地提高了使用效率,是目前应用*广的一种螺母。
2)应用注意事项
① 配套使用前,需注意配合的螺栓螺纹精度应为6g或6h,且大径下限尺寸不能超差;
② 配套使用前,需注意配合的螺栓螺纹牙尖是否有严重脱碳现象;
③ 装配时,必须认准装配方向;
④ 装配时应注意不要使用太高的拧紧转速;
⑤ 装配时应使用推荐的装配扭矩。
⑤ 其他类型锁紧螺母
1)六角法兰面承面带齿螺母
这类螺母特点与承面带齿六角法兰面螺栓基本一致,不能与平垫圈、弹簧垫圈组合使用。
2)金属嵌件锁紧螺母
这类螺母与尼龙锁紧螺母特点基本类似,它是在螺母尾端增加了一个具有弹性的簧* 片。
在螺栓拧入螺母时,嵌入螺母的簧*片就会产生变形,增加了簧 片与螺栓螺牙间的摩擦力,从而起到防松的作用。
这类螺母具有装配简单,便于标准化,可重复使用的特点。
3)开槽螺母
这类螺母是与开口销一起使用,主要是利用开口销的限位作用,起到防松脱作用,它并不起防松作用。
这类螺母具有装配简单,但效率较低,易于实现标准化,可多次重复使用。
在装配时,要注意开口销规格选择必须符合设计要求。