目前的螺栓螺母都有哪些比較新穎的防松措施呢?

本人從事鐵路接觸網設計行業,最近在做這項課題,大部分都採用螺母+彈墊+止動墊片的形式防松。很想知道不只局限於鐵路行業,汽車、飛機、起重機、建築等行業關於螺栓螺母都有哪些防松措施?經濟性能又怎樣呢?


日本Hard lock工業的螺母。

「Hard Lock螺母」的構思十分簡單,就是在螺母與螺絲之間揳入楔子以發揮防止鬆動的作用。(圖1)但是,若在施工現場將楔子一一揳入要使用的螺母,則既沒有效率也不現實。怎樣才能使螺母具備有楔子的功能呢?若林進行了一番冥思苦想。

他想到的方法,是在一個螺絲釘上使用呈「凹」「凸」形狀的兩種螺母。下方呈凸狀的螺母,在加工時中心稍許錯動(偏心加工),起到楔子的作用。上方呈凹狀的螺母,則不作偏離中心的加工(圓形加工),於是形成了鎚子揳打楔子的功能。(圖2)這樣的兩個螺母合二為一,鬆動問題就迎刃而解了。

2016.3.19更新

Saper lock螺母。本人18號在展會看到的,嘛,螺母結構為下半部分功絲,上半部分內嵌彈簧。螺栓旋入一定程度時,撐開彈簧,由於被撐開的彈簧嵌入螺紋,旋出則不能。需要旋出時,使用普通的套筒套入螺母的頭部,套筒內壁壓縮彈簧露出螺母的末端,即可以輕鬆退出(具體發生了什麼沒明白,廠家不願意給我樣品,沒仔細研究,大家看下圖和下面的宣傳視頻腦補吧)。

視頻地址: http://m.le.com/vplay_22556629.html


防松形式有多種,各式各樣的。我沒有成體系的歸納過,所以,想到哪兒說道哪兒,勿怪。

1.最早期的時候會有一些比較簡單的防松方式,比如說螺栓、螺母在安裝好之後,再擰入一個螺母背上,因為兩個螺母鬆動的力矩不一樣,起到防松的效果;

2.還是比較早期的時候,會使用一些比較暴力的手段,比如安裝好了後用鏨子將螺栓螺母結合後部的螺紋破壞掉,自然就松不了了,但是也同樣取不下來了;

3.後來出現了一些填充物鎖緊,就是在螺栓或者螺母的螺紋部位填入一些如橡膠、尼龍等彈性物質,在安裝的時候依靠扳擰力矩強制促使填充物變形,由於填充物的彈性使得防松可靠性提高;

4.還有一種對於防松要求不是很嚴格的安裝部位,有採用塗膠的方式來防松的,具體也很好理解,安裝好了之後用強力膠水將螺母和螺栓粘住;

5.依靠外來物質防松,就如問題中提到的螺母+彈墊+止動墊片的方式。另外類似的應用比較廣泛的方式是開口銷防松。開口銷就是類似於一個放大了的針,螺栓提前在螺紋靠近尾部一段加工一個徑向通孔,螺母開槽。在安裝好了以後將開口銷穿過螺栓上的孔,卡在螺母的槽內,再將開口銷尾部掰變形。 還有一種是用保險絲防松的,應用在多個螺栓/螺母安裝在較近位置時,就是在螺栓或螺母上面加工小孔,待安裝好了以後穿入細鐵絲,將幾個安裝在一起的螺栓/螺母連在一起,然後擰緊鐵絲。

6.楔形螺紋防松,這個是國外的一個專利,原理是將螺母的螺紋加工成一個特殊的形狀,在安裝好了之後,利用預緊力在螺紋接觸面上的力學分解提供防松力。

好戲始終是要留到最後的,最後介紹一下現在應用最為廣泛的防松方式:螺紋變形。

簡單的說就是將螺栓/螺母的某一段螺紋進行可控變形,然後安裝的時候靠安裝力矩再強行回復,依靠金屬的彈性變形防松,這種方式裡面有很多種類別,但終究目的都是讓螺紋產生變形。

這種方式有以下優點:1,.防松性能可靠,尤其是對於一些複雜工況,如高溫、振動等;2.可拆卸,重複使用性能好,按照航空標準來說,據本人臆測(僅僅是猜的哈)最起碼可以保證重複拆卸15次後還具有良好的防松效果;

但同樣也存在以下缺點:1.造價高;2.要求加工工藝和穩定性高,即是防松力矩必須可控。

就現在來說,防松的方式數不勝數,而且未來還必將增加更多的方式,最主要的關鍵點在於根據實際情況來進行選擇。


補充一種用於重型機械及高負荷有強衝擊和震動場合的高強度螺栓預緊方法,原理是使用超高壓手動液壓泵給特製的液壓拉伸螺母提供壓力並利用活塞螺母將螺栓拉長(彈性變形),然後旋緊預緊螺母即可獲得穩定可靠的預緊力,詳細見下圖(GIF)。


我來說說一個上面和教科書都沒有的方法吧,定扭矩螺栓,在井下有應用。我也沒有見過,老師上課和我們提過,然後我又去查的論文。

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其螺栓本身不能防松,而是有一個端帽,正常狀態下不能活動;當螺栓拉力不足時,端帽可以被轉動。然後有專門的維護人員用定扭矩扳手補扭矩。

連桿(圖二中的應力桿)幾乎不受力,可視為長度不變。而螺栓主體在不同拉力作用下,長度會有小小的變化。由此螺栓鬆弛時便產生了額外的間隙,塊(其實就是端帽)便可以活動。

##這只是個示意圖

(這玩意別看簡單,背後很多問題都很棘手,2k多一根,還國產不了)

--------------------------有同學在評論里表示沒看懂,別急----------------

##零件圖來了

端帽和塊其實是一體的。

不能將螺栓當作一個剛體,而是將他當作一個彈簧。

注意圖二的b段,整個裝置的原理就是利用胡克定律測量b段長度(這其實相當於一次取樣,有了b段也就可以得到整個螺栓的受力情況,也就沒必要關心剩下的螺紋和螺母部分)。

螺母鬆弛→螺栓工作長度增加→螺栓拉力下降→螺栓b段縮小→應力桿(連桿)長度不變→由此被螺栓和應力桿夾住的端帽(塊)防松→端帽可以轉動。


目前有一種精密鎖緊螺母,擰上之後側面有內六角螺釘,稍微擰一下即可放鬆,相較於傳統的圓螺母+止動墊圈結構簡單多了,還不用在軸上開槽。機床上面用的比較多。


我公司一般在螺栓或者螺母擰好後,側面打個孔,穿個銷子。。

或者可以在螺栓側面打孔,然後用鐵絲穿起來,像這樣:

當一顆螺栓有松的趨勢時,會通過鐵絲把旁邊相鄰的螺栓轉地更緊。。當然這些都是比較老舊的辦法,但是很實用。


金屬自鎖螺母,就是把螺母的一頭壓的變形,見圖三角形裝,當擰緊時,橢圓型的被撐大起到自鎖作用。

渣圖見諒!


在冶金行業干機械維護工作8年,目睹了從普通防松墊片、雙備母到通過液壓拉伸器配專用螺母的過程,成本雖然提高了,但在高速重載的情況下(例如熱軋的卷取機),效果是非常明顯的!


使用小螺絲的表示在用nylok


特定的場合可以使用鉚接技術來替代螺栓的。


新技術就是自鎖墊片,那是國外的創新,本人覺得螺桿和螺母做到相應要求,比如2H那麼會好很多,不過螺母和螺栓的採購價格會小貴。


目前國內機械設備工程安裝最主要的螺栓緊固方式是應力緊固,就我目前的行業來看(我所在的單位目前處於國內行業TOP10,直接與世界TOP10企業競爭,雖然比較冷僻),工程實施主要有三種防松措施

(1)平墊、彈簧墊、應力緊固。主要用於需要日常檢修的部件連接,比如模鍛鏈輸送線,最典型的就是鐵路上用的M型彈簧止退墊。

(2)直接應力緊固。這是目前行業內比較通行的做法,就是通過應力扳手加壓,以大於M8.8級螺栓最大承受應力的方式,強制牙距變形,以達到緊固止退的方式。最典型的就是燕尾槽鍥形塊的緊固。這個比較麻煩的是需要做應力測試,以確定最大可控應力。一般用於結構件的連接。

(3)各種定製異型螺栓。這個比較複雜,開槽的、打孔的、加膠的、梯形的、異型牙的,各種都有,工程實施用的不多,最主要的原因是價格高。進口的跟國產的差價巨大。SFK的一套異型M12螺栓要價人民幣85元。

其實螺栓的用法,千奇百怪。目前我所處行業內因為要防鏽所以國家只允許使用兩種材料:不鏽鋼、熱度鋅。熱鍍鋅後的螺栓,硬度達不到8.8.而老外可以直接黑化防鏽,並且可以保證在高溫高濕度的環境下多長時間不銹。


平常生活中裝彈簧墊片用的比較多滴


有種德國的防松墊片可以不用彈墊的


有沒有一種應用於小螺絲攻入一個實心體內的防松方式?比如把一個提手擰入厚一點的鐵板上(未穿透)。材質均為金屬。螺絲只有3mm直徑。這種情況怎麼防松?


路過,學習中


要分行業,重視低成本的話使用雙螺母或螺紋膠固定即可,沒必要使用新技術。


載荷不是特別高的情況下,必須要說螺釘膠


要說防松螺栓,中國人2012年發明的固特牢螺栓,目前是世界第一的。所述的固特牢螺栓,在技術和設計上,較其他螺栓有著顯著的先進性、優越性,實質的進步性和技術上的可靠性。該螺栓已經被國家知識產權局授權了發明專利。

本發明專利的技術優勢是:能完全克服頻繁震動場合使用普通螺栓緊固件所造成的螺栓鬆動問題。只要使用該螺栓緊固器件,將永遠不會鬆脫!且在需要檢修等認為需要拆卸的時候,亦可輕鬆完成。

1, 該樣品業經國家緊固件產品質量監督檢驗中心依據標準GB/T

10431-2008 對固特牢螺栓進行檢驗,重要的防松指標,殘餘軸力達到88.48%;而居於原世界第一的日本的哈德洛克螺母殘餘軸力才達到83.3%;令人十分高興。

2, 2014年11月22日,在第八屆國際發明展覽會上,固特牢螺栓被大會評為國際發明銀牌獎;

3, 2015年10月27日,在中國第21屆發明展覽會上,固特牢螺栓被大會評為全國發明銀牌獎;

4, 固特牢螺栓的技術優勢是:完全克服頻繁震動場合使用普通螺栓緊固件所造成的螺栓鬆動問題。只要使用該螺栓緊固器件,將永遠不會鬆脫!且在需要檢修等認為需要拆卸的時候,亦可輕鬆完成。

5, 固特牢螺栓比較其他螺栓,精密度高、使用方便、安全可靠、外觀整潔、省棄平墊彈簧墊,節省原材料成本,節約開資。


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