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技术聚焦 l 防止螺栓松动的5个措施

技术聚焦 l 防止螺栓松动的5个措施

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上一期我们分析了螺栓松动的5个原因,分别是:拧紧不足、振动、嵌入、垫片蠕变和热膨胀,以及冲击(原文请点这里

 

这期我们聊一聊防止螺栓松动的措施,好巧,也是5个!

 

 

防止螺栓松动的5个措施

 

01

垫圈-齿形垫圈

垫圈通常比螺栓头宽,能够降低接触应力,以保持夹紧力。然而,人们发现,简单的弹簧垫圈在振动下实际上比没有垫圈的接头更快地松开。

 

锥形垫圈或碟形垫圈是一种杯状垫圈,在振动试验中其性能略优于弹簧垫圈。

 

 

 

02

机械装置-锁紧钢丝,止动垫圈,开口销等

许多聪明的花招已经开发出来,以锁定一个拧紧的螺母。槽形螺母有一个开槽端,与开口销或穿过螺栓孔的金属丝一起使用。

 

止动垫圈的相对侧有两个止动片,在安装后可折叠以固定螺栓头或螺母,并且可能有齿可穿透接头表面以将其固定到位。

 

虽然这些装置可以防止螺母从螺栓上脱落,但它们通常不能帮助接头保持规定的夹紧力。

 



 


 

03

有效扭矩螺母-锁紧螺母

螺母内的尼龙或金属嵌件(有时称为“锁紧螺母”)可以增加额外的摩擦力,防止松动。

 

尼龙嵌件不能用于苛刻的化学或高热应用,通常不能重复使用,因为螺栓螺纹会在尼龙上切割凹槽,从而降低其在重新拧紧后的保持能力。

 

由于大多数锁紧螺母类型上的嵌件仅覆盖部分内螺纹,强烈的横向运动或冲击仍可能导致螺栓自松,但松动后能够给出异响等松动警告,及时维修,不至于完全脱落,能够起到防脱作用。

 

 


04

双螺母

双螺母-下螺母拧紧部分最终扭矩(如80%),上螺母拧紧到正常扭矩。

 

使用两个螺母(一个厚螺母和一个薄螺母(称为防松螺母))的想法已经使用了150多年,以防止螺栓接头松动。

 

现代应用是使用两个螺母的系统,每个螺母具有不同旋向的螺纹,在双螺纹螺栓上以不同旋向拧紧,这就是所谓的唐氏螺纹。

 


 

 

05

粘合剂-物理胶化学胶

化学胶和物理胶已成功地用于各行各业,能够确保螺栓在某些应用中不会松动。问题是它们使以后拆卸接头更加困难。

 

防松效果比较好,特别适用于已经开发出的连接中,仅需在螺栓增加涂胶即可,不需更改以前设计模具等,增加防松更改成本低。

 

下图为耐落使用兹懋横向振动试验机对不涂胶、物理胶、化学胶三种不同情况下的试验数据对比,可以明显看出预紧力在施加横向振动后的变化区别。

 

 

 

 

左:没有涂胶,中:NYLOK物理胶,右:precote85化学胶

 

 

 

 

横向振动试验




至于哪种防松措施在实际应用中效果更好,则需要借助专业横向振动试验机进行对比试验,用数据说话。

 

目前兹懋横向振动测试试验机,符合DIN 65151,ISO 16130,DIN 25201-4,GB/T 10431等各类全球及国家标准,模拟螺纹紧固件联接件受到外加横向载荷时的松动性能。

兹懋横向振动试验台


试验机配有可调节振幅的驱动装置、测量横向载荷的力值传感器、高精度位移传感器以及可根据螺栓尺寸更换的测量夹紧力和螺纹摩擦力的传感器,功能丰富。

 

尤为让人惊叹的是,试验机可自动找寻振松的参考振幅和频率,让检测变得轻松简单。

 

以下视频为博尔豪夫使用兹懋横向振动试验机进行防松效果的对比试验:

 

 

扩展阅读:技术聚焦 l 横向振动下螺栓临界松动位移载荷的研究德国SCHATZ®横向振动试验系统 (Vibration System)、技术聚焦 l 螺栓松动的5个原因分析
 

 

 

关于兹懋 (原兹韦克中国的紧固技术业务单元)

      作为德国领先紧固技术在中国的代言人,旨在通过引进最先进的紧固技术助推中国先进制造业的发展。兹懋是来自德国的Kistler Remscheid (原Schatz)、ECM Datensysteme、AFS先进连接技术研究所驻中国的全权代表机构。提供源自德国的螺纹紧固连接检测、校准、分析的仪器设备,以及紧固连接全寿命周期的解决方案,并定期举办专业的紧固培训研讨会,深受业内好评。