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文章出處:螺絲百科 網(wǎng)責(zé)任編輯: 法士威精密零件 閱讀量: 發(fā)表時(shí)間:2025-02-06
普通螺母在使用過(guò)程由于振動(dòng)等其它原因會(huì)自行松脫,,為防止這種現(xiàn)象,于是就發(fā)明了自鎖螺母,。
自鎖螺母它的功能主要是防松,、抗振,,用于特殊場(chǎng)合。
其工作原理一般是靠摩擦力自鎖,,因?yàn)樗鼈儾皇窃凇白杂尚D(zhuǎn)”,,而是需要一定的有效力矩來(lái)完成裝配。
多年來(lái),開(kāi)發(fā)的鎖緊螺母樣式繁多,,但我們將集中于兩大類別:全金屬鎖緊螺母和尼龍嵌件鎖緊螺母,。
全金屬鎖緊螺母
尼龍鎖緊螺母
在國(guó)內(nèi)外的許多鎖緊螺母標(biāo)準(zhǔn)(包括國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))中,沒(méi)有涉及螺母的重復(fù)使用性的內(nèi)容,,但一般都規(guī)定了螺母要進(jìn)行5次或15次的鎖緊性能試驗(yàn),。
這是否意味著,一個(gè)螺母經(jīng)過(guò)5次或15次裝拆以后,,便無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鎖緊力矩要求,,就應(yīng)該報(bào)廢了?
01
鎖緊螺母重復(fù)使用特性研究
1、重復(fù)使用,,對(duì)緊固件防松性能的影響研究
選用兩種典型鎖緊螺母:全金屬自鎖螺母和尼龍自鎖螺母,,各10顆/組,兩種螺母均(M12x1.25)8級(jí),,選擇相配(M12x1.25)8.8級(jí)標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺栓,,共20顆/組,各3組,。
模擬緊固件重復(fù)使用,、裝卸工況,在橫向振動(dòng)機(jī)上,,進(jìn)行擰緊-振動(dòng)-擰出-再擰緊試驗(yàn),,試驗(yàn)頻率為12.5Hz,振幅(±1.5)mm,,每次擰緊時(shí)初始預(yù)緊力,,均為螺栓保證載荷的75%,即40KN,,橫向振動(dòng)其他要求,按照GB/T10431-2008《緊固件橫向振動(dòng)試驗(yàn)方法》執(zhí)行,,記錄每次擰緊后經(jīng)過(guò)1500次振動(dòng)時(shí),,緊固件的剩余預(yù)緊力占初始預(yù)緊力的比例,如圖1所示,。
圖 1 重復(fù)使用對(duì)緊固件防松性能的影響
綜合觀察圖1:
全金屬自鎖螺母的擰緊-振動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行到(6~8)次時(shí),,初始預(yù)緊力下降超過(guò)20%,判定其防松性能已不再可靠的,,故推薦重復(fù)使用全金屬自鎖螺母不要超過(guò)5次,;
而尼龍自鎖螺母進(jìn)行50次擰緊-振動(dòng)試驗(yàn)后,殘余預(yù)緊力仍保持的不錯(cuò)。
對(duì)比前10次擰緊-振動(dòng)試驗(yàn)階段,,全金屬自鎖螺母的殘余預(yù)緊力明顯小于尼龍自鎖螺母,。
產(chǎn)生這種差異的原因是:螺母反復(fù)擰入擰出、振動(dòng)過(guò)程中,,有效力矩部分的材料出現(xiàn)應(yīng)變,,導(dǎo)致彈性變形力減小,螺紋聯(lián)接更易發(fā)生松動(dòng),。
試驗(yàn)前期,,有效力矩變化,對(duì)鎖緊螺母旋轉(zhuǎn)松動(dòng)貢獻(xiàn)更大,,而全金屬自鎖螺母的等效有效力矩值及散差明顯大于尼龍自鎖螺母,,受有效力矩部分影響很大,所以:全金屬自鎖螺母允許重復(fù)使用的次數(shù)小于尼龍自鎖螺母,,防松能力也不如后者,。
通過(guò)圖1(a)還可以看出:超過(guò)10次反復(fù)擰緊后,隨著擰緊次數(shù)的增大,,尼龍自鎖螺母的殘余預(yù)緊力有變大的趨勢(shì),。
原因是:鎖緊螺母進(jìn)行10次反復(fù)擰緊、振動(dòng)試驗(yàn)后,,其有效力矩值較之前變的很小,,此時(shí),摩擦系數(shù)對(duì)防松性能的影響更加明顯,。
隨著重復(fù)擰緊,、振動(dòng)的進(jìn)行,摩擦系數(shù)變大,,防松性能更好,。
2、重復(fù)使用對(duì)緊固件擰緊扭矩的影響
重復(fù)裝卸鎖緊螺母,,對(duì)其等效有效力矩Tpe和扭矩系數(shù)K都存在影響,。
再次選取同一批次的兩種螺紋緊固件各3組,試驗(yàn)按照GB/T16823.3-2010《緊固件扭矩-夾緊力試驗(yàn)》要求進(jìn)行,,設(shè)定試驗(yàn)夾緊力為40kN,,擰緊速度20r/min,記錄每次擰緊到同樣夾緊力時(shí),,鎖緊螺母實(shí)際扭矩,。
重復(fù)使用對(duì)緊固件擰緊扭矩的影響,如圖2所示:
鎖緊螺母重復(fù)擰入擰出前期,,擰緊扭矩主要受有效力矩減小的影響,,有一定下降趨勢(shì),,而夾緊力變大是有利于防松的,因此使用初始扭矩反復(fù)擰緊全金屬自鎖螺母在5次以內(nèi)是完全可行的,;
而對(duì)于尼龍自鎖螺母,,重復(fù)使用超出20次后就要考慮增大擰緊扭矩,否則可能導(dǎo)致夾緊力不足,;
超過(guò)40次以后,,發(fā)現(xiàn)3組樣件所需擰緊扭矩值偏差極大,已超過(guò)擰緊扭矩值的20%,,說(shuō)明部分尼龍嵌件內(nèi)部出現(xiàn)了失效,,此時(shí)很難通過(guò)扭矩值T較準(zhǔn)確的控制夾緊力F的大小,故推薦重復(fù)使用尼龍自鎖螺母不要超過(guò)40次,。
圖 2 重復(fù)使用對(duì)緊固件擰緊扭矩的影響
3,、重復(fù)使用特性總結(jié)
全金屬自鎖螺母的等效有效力矩及散差,大于尼龍自鎖螺母,,前者受有效力矩減小的影響很大,,建議重復(fù)使用次數(shù)在5次以內(nèi)。
尼龍自鎖螺母反復(fù)使用40次,,仍有較好的防松性能,,但重復(fù)使用20次后,需要加大擰緊扭矩,,實(shí)際擰緊扭矩值通過(guò)反復(fù)擰入擰出試驗(yàn)確定,;
若超過(guò)40次繼續(xù)使用,內(nèi)部尼龍嵌件可能發(fā)生破壞,,扭矩已不能準(zhǔn)確控制夾緊力,,不推薦繼續(xù)使用。
02
總 結(jié)
建議重復(fù)使用全金屬自鎖螺母不要超過(guò)5次,;而尼龍自鎖螺母可以重復(fù)使用40次,,但超過(guò)20次后需要根據(jù)試驗(yàn)適當(dāng)增大擰緊扭矩值,超過(guò)40次后則不要繼續(xù)使用,;
針對(duì)重要連接部位,,建議一次性使用,不可重復(fù)使用,;
每種樣式的螺母都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),。全金屬鎖緊螺母可以在比尼龍嵌件螺母更高的溫度下使用,但是不同批次的尼龍嵌件螺母往往有更一致的夾緊力,。