螺栓连接防松是我们经常要面临的一个问题,在考虑可拆的情况下,目前主要有四种防松原理:靠增加摩擦来防松;靠机械锁定来防松;靠加胶防松和几何防松。下面我们分别展开来看一下,并给大家一些直观的图以了解。
(1)靠增加摩擦来防松
其原理是通过增加接触面之间的摩擦阻力来防止接触面间的相互滑动。可以增加螺纹副间的摩擦,也可以增加或紧固件与被连接件间的摩擦,这都会产生一个松动的阻力。使用这一原理的锁紧装置包括:弹簧垫圈、锯齿垫圈、锁紧垫圈以及尼龙螺母、双螺母等。以下图片供参考。
(2)利用机械锁定来防松
通过机械装置来设定障碍以防止紧固件旋转。比较常见的有:开口销与开槽螺母、止动垫片、串联钢丝等,如下图所示。它们都可以阻止紧固件完全旋转,但需要注意在动态载荷条件下,随着时间的推移,预紧力的一部分可能会损失。
(3)加胶防松
这种方法使用一种称为螺纹锁定粘合剂的液体来防止螺栓连接松动。粘合剂被涂在紧固件的螺纹上,安装固化后便可牢牢地将配合面粘合在一起,进而避免产生松动。粘合剂的优点是不受所用紧固件尺寸的限制,但以下几点需要注意:
粘合剂在涂抹之前为保证粘合的最佳效果,需要将配合表面清理干净。 涂抹了粘接剂的紧固件需等粘合剂固化后才能安全使用。 需要根据应用、材料、温度等选择合适的粘合剂 使用了粘合剂的紧固件不能重复使用,拆卸复杂 易受操作人员的影响,防松能力存在一些变量,降低了可靠性
(4)几何结构防松
几何方法防松就是利用紧固件在几何形状上的设计使得螺栓连接在受到振动和动载时不发生松动。比较常见的有:楔形锁紧双垫圈、HARDLOCK 螺母等。如下图所示:
HARDLOCK 螺母,基于楔形原理,通过对不同的尺寸和材质设置不同的偏心量来消除螺纹啮合部分的间隙。它由凹凸两种螺母构成,首先拧紧根据楔形原理偏心加工的凸螺母,然后拧紧发挥锁紧螺母作用的同心圆加工的凹螺母。凸螺母的整个螺纹部分压在螺栓一侧,而凹螺母的整个螺纹部分压在螺栓相反侧的螺纹部上。也就是说,通过楔形技术的运用可以使螺栓和HARDLOCK防松螺母形成如同焊接般完全一体的状态。
楔形锁紧双垫圈通过张力而非摩擦力来固定螺栓。该系统不会意外松动,因为它会在螺栓头或螺母下方产生楔形效应。它是由一对有相互咬合的齿面的垫圈构成。相互咬合的角度“α”大于螺纹的升角“β”,一对楔形锁紧垫圈的膨胀程度大于相应的螺纹螺距,从而产生楔形效应,这样就有效地阻止螺丝的松动。