在各類機械連接件中,螺栓的防松是一個很重要的環節。螺栓防松的方式有多種,其中就包括使用彈簧墊圈來防松。
彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈的壓平後,彈簧墊圈會産生一個持續的彈力,使螺母與螺栓的螺紋連接副持續保持一個摩擦力,産生阻力矩,防止螺母松動。同時彈簧墊圈的開口處的尖角分别嵌入螺栓和被連接件表面,從而防止螺栓相對于被連接件回轉。對于商用重型車橋部分,彈簧墊圈的使用比較廣泛,有約50%以上的螺栓采用彈簧墊圈來防松。
以10.9級M16螺栓為例,車橋主減速器與橋殼的連接使用10.9級M16X100螺栓,擰緊力矩為280 20 N?m,使用高精度電動擰緊機擰緊。在有彈簧墊圈和沒有彈簧墊圈兩種狀态下檢測螺栓擰緊過程中力矩随轉角的變化。對比力矩轉角曲線,發現在有彈簧墊圈的情況下,一直有約10 N?m的預緊力矩;而沒有彈簧墊圈的情況下,螺栓在力矩顯著上升前,力矩處于0 N?m狀态。
以此推斷用約10 N?m的螺栓預緊力矩就可以将彈簧墊圈完全壓平。再通過用數顯扭矩扳手檢測,發現螺栓扭矩還未達到20 N?m,彈簧墊圈已經完全被壓平,驗證了上述推斷的正确性。
分析以上兩點說明,彈簧墊圈隻能提供10 N?m的彈力,而10 N?m的彈力對于280 N?m的螺栓預緊力矩來說可以忽略,其次,這麼小的力,不足以使彈簧墊圈切口處的尖角嵌入螺栓和被連接件表面。折卸後觀察,螺栓和被連接件表面都沒有明顯的嵌痕。所以,彈簧墊圈對螺栓的防松作用可以忽略。
另外,在螺栓與被連接件之間增加一個墊圈,如果墊圈質量有問題,相當于給螺栓連接又增加了一個安全隐患。
綜上所述,當螺栓扭矩較大時(大于200 N?m),用彈簧墊圈給螺栓防松的方式弊大于利。為此,在沖擊、振動和變載的作用下,預緊力可能在某一瞬間消失,連接有可能松脫。在提高螺栓連接疲勞強度的前提下,減少疲勞失效的措施之一,多采用螺紋鎖固膠防松技術,在螺紋部位塗防松鎖固膠。就是通過把螺紋鎖固膠填充到螺紋連接副間隙内,将内外螺紋粘接(固化)在一起,以達到防松要求的一種粘接防松技術。
目前螺紋鎖固膠粘接防松技術廣泛應用于螺紋連接件,該技術的應用将提升産品的裝配質量,可為企業創造品牌效益。
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