螺紋連接件防松分析

1、螺紋連接件防松分析隨著改革開放，我國引進(jìn)了許多先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備。在機(jī)械工程實(shí)踐中普遍采用螺紋連接，傳遞力和扭矩。在接觸表面的相互作用包括兩個(gè)部分：一是垂直于接觸面方向，另一是沿接觸面的切向方向。螺紋緊固件連接具有易裝拆、可反復(fù)使用的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是在工作裝態(tài)下可能會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，特別是在振動(dòng)、沖擊、變載荷以及溫差過大的情況下，甚至螺母脫落，使設(shè)備失去原有的工作能力，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生惡性故障。因此，找出螺紋緊固件連接松動(dòng)的原因，采取有效防范措施，是設(shè)計(jì)、選用螺紋緊固件的重要任務(wù)之一。螺紋連接分類應(yīng)用螺紋緊固件常為標(biāo)準(zhǔn)件，常用的有螺栓、雙頭螺栓、螺釘和緊定螺釘?shù)?。螺栓連接螺栓連接分為受拉螺栓和受剪螺栓。受拉螺栓

2、也稱普通螺栓，這種螺栓無需在被聯(lián)件上加工螺紋孔，裝拆方便，用于兩被聯(lián)件均不太厚的場合。受剪螺栓也稱鉸制孔螺栓，除起聯(lián)接作用外，還起定位作用。該種連接無需再被連接件上切制螺紋。使用時(shí)不受被連接件的限制，構(gòu)造簡單，拆裝方便，應(yīng)用最為廣泛?？梢赃m用于制造通孔的場合。雙頭螺栓連接雙頭螺栓主要用于眾連接件中有一聯(lián)接件較厚，并經(jīng)常裝拆的場合，拆卸時(shí)只需擰下螺母即可。雙頭螺栓連接座端旋入并緊定在被連接件之一的螺紋孔中，用于受結(jié)構(gòu)限制而不能用螺栓或希望連接結(jié)構(gòu)較緊湊的場合。螺釘連接螺釘連接不用螺母，而且能有光整的外露表面，應(yīng)用與雙頭螺栓連接相似，一般用于有一聯(lián)接件較厚，且不需經(jīng)常裝拆的場合，以免損壞被連接件的

3、螺紋孔。緊固螺釘連接緊固螺釘旋入被連接件之一的螺紋孔中，其末端頂住另一零件的表面或相應(yīng)凹坑，以固定兩個(gè)零件的相互位置，并可傳遞不大的力或力矩。螺紋緊固件連接松動(dòng)的原因初始擰緊狀態(tài)所引起的松動(dòng)在擰緊螺紋緊固件后，螺紋連接在工作過程中，比如在振動(dòng)狀態(tài)下，其各個(gè)接觸面的不平度和微觀粗糙度會(huì)進(jìn)一步減小和被磨合，甚至接觸面局部被壓陷。因此螺紋連接的緊固狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，從而使預(yù)緊力喪失，導(dǎo)致螺紋連接松動(dòng)。這種松動(dòng)稱為初始松動(dòng)。螺紋松動(dòng)總是從互相嚙合的螺紋側(cè)向滑動(dòng)開始的。支承面被壓陷而引起的松動(dòng)螺紋緊固件連接中，如果螺栓或螺母支承面的接觸壓強(qiáng)過大時(shí)，被連接件的表面在與螺栓或螺母支承面接觸處會(huì)產(chǎn)生塑性的環(huán)狀壓

4、陷。嚴(yán)重的壓陷或在工作過程中由于塑性變形的繼讀發(fā)生而加劇的壓陷會(huì)使已被擰緊的緊固件減小或喪失預(yù)緊力，從而導(dǎo)致連接松動(dòng)。這種松動(dòng)稱為壓陷松動(dòng)。螺紋連接的自松分析公式3可知，僅在總力矩等于或小于零的情況下，螺紋緊固件才會(huì)自行松轉(zhuǎn)。對于螺紋連接，在受靜載荷時(shí)，其摩擦角始終大于升角（滿足自鎖條件）。但在受動(dòng)載荷時(shí)，特別是在在振動(dòng)和沖擊作用下，螺紋支承面上的法向壓力會(huì)瞬間減少甚至等于零，在失去摩擦力約束情況下，螺母會(huì)隨著振動(dòng)沿斜面向下產(chǎn)生微觀滑移，逐漸使螺母自行松轉(zhuǎn)。就像一個(gè)在斜面上的重物，不振動(dòng)時(shí)不會(huì)向下滑。若有振動(dòng)時(shí)，被震動(dòng)彈起輕離接觸面，由于摩擦力的變小或消失而往下滑動(dòng)。這種松動(dòng)稱為螺紋連接的自松

5、。千萬次的振動(dòng)循環(huán)耗盡了螺紋連接的防松摩擦阻力，使從細(xì)微的松轉(zhuǎn)直到完全松脫。.螺紋緊固件常用防松方法在靜荷載下，螺紋連接能滿足的自鎖條件為。防松的根本問題在于防止螺旋副相對轉(zhuǎn)動(dòng)。具體的防松裝置或很好，就工作原理來看，可分為利用摩擦、直接鎖住和破壞螺旋副關(guān)系三種。利用摩擦此方法是使螺旋副中又不隨連接載荷而變得壓力，因而始終有摩擦力矩防止相對轉(zhuǎn)動(dòng)。壓力可由摩擦副橫向或縱向壓緊而產(chǎn)生。具體的方法有：兩個(gè)對頂螺母擰緊使螺旋副縱向壓緊；加上彈簧墊圈使螺旋副縱向壓緊；金屬鎖緊螺母，橫向壓緊螺紋等。直接鎖住直接鎖住也稱機(jī)械防松，利用便于更換的金屬元件約束螺旋副。具體方法有：利用開口銷與槽型螺母的相互約束；止動(dòng)墊片約束螺母；利用串聯(lián)金屬絲使一組螺釘頭部相互約束，當(dāng)有松動(dòng)趨勢時(shí)，金屬絲更加拉緊。破壞螺紋副關(guān)系該方法把螺紋副轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁\(yùn)動(dòng)副，從而排除相對轉(zhuǎn)動(dòng)的可能。具體方法有：焊住、沖點(diǎn)、膠接等。結(jié)束語螺紋緊固件的類型有很多，連接防松的方法也不計(jì)其數(shù)。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體情況選用