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法兰面防松螺母

该防松螺母采用变牙型30°楔形防松螺纹
与标准外螺纹匹配,方便装卸,应用范围广泛
外形尺寸等同于GB/T6177.1和GB/T6177.2《六角法兰面螺母》

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△  30°变牙型六角法兰面防松螺母外形尺寸等同于GB/T6177.1和GB/T6177.2《六角法兰面螺母》
△  材料:碳钢、合金钢、不锈钢
△  机械性能等级:8、10、12、A2-70、A4-70、A4-80
 

结构图:



螺纹直径与螺距对照表:

 

螺纹规格 D M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M20
螺距 ZG6177.1 0.8 1 1.25 1.5 1.75 2 2 2.5
ZG6177.2 1 1.25 1.25 1.5 1.5 1.5
S 8 10 13 15 18 21 24 30
dc 11.8 14.2 17.9 21.8 26 29.9 34.5 42.8
c 1 1.1 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 3
m 5 6 8 10 12 14 16 20

 

 

在机械设备的连接部位的设计中大量使用螺栓和螺母配合的紧固方式,这种连接方式成本低,安装灵活,应用范围很广。但是这种连接方式在设备经历剧烈震动时会发生自动脱落,导致紧固性能失效,设备发生故障。很多的重大质量事故都是因为小小的紧固件松脱引起的。

为了解决紧固件的松脱问题,许多科学家和工程师采用了垫圈、化学涂胶、销钉、锁片、尼龙锁紧、物理变形等多种辅助防松办法,但是只能起到临时解决问题的效果,没有从松脱的根源上解决问题。

螺纹紧固件防松原理的关键在于螺纹的结构形状。美国工程师在研究了紧固件的受力情况及螺纹结构后,重新设计螺母螺纹的几何形状,发明了这种现在被称为变牙型30°楔形的防松螺纹,从根本上解决了紧固件的松脱问题。

30°变牙型防松螺母有独特的螺纹结构,它的阴螺纹的牙底处有一个30°的楔形斜面,当螺栓和螺母相互拧紧时,螺栓的牙尖就紧紧地顶在螺母的30°楔形斜面上,从而产生了很大的锁紧力。由于牙形的角度改变,使施加在螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴线成60度角,而不是普通螺纹的30度角。这样的螺纹形式使30°变牙型螺纹法向压力远远大于扣紧压力,所产生的防松摩擦力也大大增加。同时,阳螺纹牙顶在与30°变牙型阴螺纹咬合时,牙顶处齿尖发生局部弹性变形,使载荷均匀地分布在接触的螺旋线全长上(见图1),避免了普通标准螺纹咬合时,80%以上的总载荷集中作用在第一和第二牙的螺纹面上的现象。因此,30°变牙型螺纹联结副不仅克服了普通标准螺纹联结副在振动条件下易于松动的缺点,而且大大延长了螺栓的使用寿命。

 



pc蛋蛋app下载 图1 普通螺纹与30°变牙型螺纹受力图

 

中国机械工业通用零部件产品质量监督中心用容克式(JUNKERS)振动试验机作了横向负载振动试验, 30°变牙型螺纹显示出它具有非常优异的抗振动能力(见图2 三种螺母的对比)。他们试验了三种基本的螺母:30°变牙型防松螺母、普通标准螺母和有效力矩锁紧螺母。用同样的标准螺栓、同样的振幅频率、同样的紧固负载力矩在同一台试验机上试验,试验时间为二分钟。结果普通标准螺母全部松脱;有效力矩锁紧螺母失去了70%的锁紧能力;而变牙型30°楔形防松螺母仍然能够保持75%以上的残余轴力,验证了其可靠的自锁能力。

在以上试验的基础上,对三种螺纹的重复使用性作进一步的横向振动试验:30°变牙型防松螺母经过力矩扳手反复拧紧和拧松,其锁紧力仍然不减少,保持螺母原有的锁紧效果,证明其能够重复使用;而普通标准螺母和有效力矩锁紧螺母在几次拧紧和拧松后,锁紧力不断减少直至完全丧失锁紧能力,证明它们无法重复使用。

pc蛋蛋app下载 上海振高公司生产的30°变牙型防松螺母的防松性能检测数据见《机械工业通用零部件产品质量监督检测中心检验报告》(通检委字第101884号)。

 





1柴油机

柴油机上的增压器和排汽岐管等部件的工作温度高而且震动强烈。化学涂胶或者尼龙锁紧螺母的紧固方式,在温度高的状况下都会失效。双螺母加止推垫圈的紧固方式,使用效果比前面两种紧固方式稍好一些,但是安装麻烦,并且达不到理想的防松效果。
pc蛋蛋app下载 30°变牙型防松螺母的特殊螺纹形状有效地克服了以上的弱点,拧紧后能够在高温下承受强烈的震动。在柴油机上的输油导管、排汽管、增压器等部件上改用变牙型30°楔形防松螺母后,有效地解决了螺母在高温状态下松动的问题。目前国内如潍柴动力等知名柴油机制造厂,在这些部位都采用了30°变牙型防松螺母,防松效果非常可靠。

2工程机械

工程机械的发动机功率大,工作状态承受的强大冲击载荷会引起强烈震动,普通螺纹形式的螺栓螺母在这样强烈的冲击震动下会自行松动脱落。为了防止震动引起的紧固件失效,紧固件生产厂家采取了很多防松措施,比如:化学涂胶,尼龙螺母、压扁式螺母,预置力矩螺母等等,这些方法起到了一定的防松效果,但是他们有三个共同的弱点:1)重复使用性差,有的是一次性的,最多也只有5次;2)安装和维修不方便,装、卸螺母都要经过多道工序,工时成本高。3)化学涂胶污染环境,对施工的工人也可能造成职业病伤害。采用变牙型30°楔形防松螺母后,不但防松效果更好,而且装拆方便,可以多次重复使用,对环境没有污染,所以逐渐在工程机械的关键部位上推广应用,目前在工程机械上采用变牙型30°楔形防松螺母的有以下部位:
► 起重机:钢结构连接、减速箱、小车轨道、吊具、电控柜等部位
► 挖掘机:破碎锤、回转支撑、履带
► 搅拌车:支架连接、减速器底座、拖轮等部位
► 震动式压路机:发动机万向节、连轴器
► 推土机:履带、铲斗、底盘
► 装载机:传动系统、底盘

3. 汽车

中国的汽车企业也开始在汽车上大量采用30°变牙型防松螺纹。中国重汽集团采用30°变牙型螺纹丝锥加工重卡变速箱箱体上的螺纹孔,取消了化学涂胶和锁紧垫圈,简化了装配工序,解决了螺栓松动的问题。多家汽车公司生产的商用汽车的车轮螺母、推力杆、连轴器、骑马螺栓和悬挂系统等容易松动的部位都采用了30°变牙型防松螺母。

4.港口起重机

港口起重机上的小车齿条、轨道压板、吊具导板、制动器、电缆卷筒和电控柜等设备在工作中承受着巨大的振动负荷,特别是前、后大梁的连接部位在满负载起升的一瞬间,经受巨大冲击和强烈的震动,上海振华重工的工程师们以前采用尼龙螺母+高强度螺栓+弹簧垫圈+止动垫片+涂胶的组合紧固方法来防松,但是组合紧固件失效情况仍然时有发生。使用30°变牙型防松螺母后,不但减少了辅助紧固件的使用量,而且螺栓和螺母没有松动,从根本上解决了技术难题。振华重工现在在工况恶劣、震动大而且容易松动的关键部位全部采用30°变牙型防松紧固件,保证了起重机设备的安全运行。

5.铁路设备

中国铁道部是国内率先引入30°变牙型螺纹技术的单位,随着这种技术在铁路机车和轨道上的成功应用,铁道部在2001年颁布了TB/3019标准。
30°变牙型螺纹技术在铁路机车上成功使用的典型部位是机车制动系统。制动盘和闸片是机车制动系统内的一组零件,制动性能直接影响到列车的行车安全。以前采用普通紧固件连接方式,经过几次试验,防松性能不可靠。2002年6月,南京中国非金属矿工业总公司摩擦材料检测中心按照1:1的比例在制动试验台上进行了东风11机车轮装式制动盘和闸片的制动试验。这次试验的连接螺母全部采用30°变牙型防松螺母,试验结果证明试验机车制动盘和闸片摩擦系数稳定且重复性较好。以160km/h速度一次停车制动时制动盘最高温度达到252℃,制动盘表面温度最高达到310℃,在整个试验过程中螺栓和螺母没有一个松动。实验室的试验结果和现场的实际使用效果都证明30°变牙型防松螺母在300℃以上的高温下都表现出可靠而且优秀的防松性能。30°变牙型防松螺母和标准螺纹的螺栓配合使用,拆装方便,可以重复使用十次以上。与开槽螺母、铁丝串连、双螺母防松等连接方式相比,新的防松方式不但安全可靠,而且制动盘的维修更方便,可以节省大量维修成本。制动系统是铁路机车车辆的关键部件,工况最恶劣,30°变牙型防松螺母在制动系统上的成功使用促进了这种技术在铁路机车上的广泛应用。

检验报告.pdf下载

 
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