嵌装钢丝螺套锁紧螺母

嵌装钢丝螺套锁紧螺母

无锡海利克螺套有限公司

王   柯

一九九八年四月二十七日星期一

从理论上分析，当螺纹的导程小于当量摩擦角时，螺纹就具有自锁能力，不会出现松脱。这是因为制止松动的摩擦阻力是在预紧力作用下产生的，在静载荷作用下螺纹不会松动。但在受到冲击、振动、变载荷的作用下或在高温的环境中，螺纹副间就会因其载荷瞬间减少或消失，而失去自锁能力，若这种现象多次重复，便使螺纹联接逐渐松脱。

锁紧螺母是螺纹防松的一个重要方面。锁紧螺母适用于航空航天器、汽车、拖拉机、船舶、矿产机械、纺织机械等振动大、温度变化剧烈、防松要求的场合。目前，在国际上已广泛使用锁紧螺母。国内市场的前景也十分广阔，在发动机、轿车、自行车、摩托车、溜冰鞋等各种载荷变化剧烈、振动大的地方采用锁紧螺母愈来愈多，对锁紧性能的要求亦日益提高。嵌装钢丝螺套锁紧螺母就是锁紧螺母系列中的一种新品种，本文对该技术进行总结，在此抛砖引玉，希望对锁紧螺母的升级换代有所促进。

一、螺母锁紧形成的分类

根据预应力的不同，螺母的锁紧可分在2大类：

1·在轴向拉伸力的作用下，连接副产生锁紧性能。

一般的普通螺母螺栓连接副，配有弹簧垫圈、齿形垫圈、有齿形面的法兰螺母、带有弹簧头的螺母等组成的连接副都属于这一类。这一类连接副最致命的弱点就是一旦失去轴向位伸力（即失去了有效力矩），便发生松动。所以在振动大，连接副所受的轴向载荷变化大的地方，这类连接副不能使用。

2·靠螺母的锁紧结构在连接后产生锁紧性能。

它的锁紧性能与轴向拉伸力无关，锁紧螺母一旦旋入螺栓，螺母的螺纹即有部分螺纹会产生径向弹性变形，这部分弹性变形引起的抗力，对螺纹表面产生静摩擦力，螺母即具有抗松动的有效力矩。这种锁紧结构效果好，嵌装钢丝螺套锁紧螺母就属于此种。

二、锁紧螺母的结构类型

   锁紧螺母根据螺母结构有二种基本类型。

a、 嵌件锁紧螺母

1.非金属嵌件六角锁紧螺母：主要是尼龙自锁螺母。

2.金属嵌件六角锁紧螺母：主要是尾部嵌簧片防松螺母和嵌装钢丝螺套锁紧螺母。

b、 全金属锁紧螺母

1.端部有二至三扣变形螺纹的锁紧螺母。

   2.一端螺孔呈椭园的锁紧螺母。

三、嵌装钢丝螺套锁紧螺母技术的特点

1采用锁紧型钢丝螺套与一般螺母进行嵌装组合

自由状态的锁紧型钢丝螺套直径比其装入的螺母内螺孔（见航标HB5515-96《安装钢丝螺套用内螺纹》）直径稍大,装配时使丝套受扭力从而使其直径变小,进入螺孔中，装好以后 ,钢丝螺套产生类似弹簧作用的膨胀,使其牢固地固定在螺母螺纹孔内。最终形成锁紧螺母。

2. 锁紧特点

嵌在螺母中的钢丝螺套由极硬的冷轧不锈钢丝弯曲而成,似镜的表面减少了摩擦和摩损,可使螺栓上由于摩擦而产生的扭力减少90％, 从而用最小的旋紧螺栓力矩得到最大予紧力矩和螺栓拉力,防止螺栓松脱,使合金钢螺栓处于最佳使用状态。锁紧型钢丝螺套是在普通型钢丝螺套中增加了一圈或几圈多边形锁紧圈，锁紧圈可对螺栓螺纹侧面产生很大的压紧力，这种制动力能长期稳定不变。锁紧圈的圈数及多边形边数可根据螺母螺纹直径和螺距而定。

3. 强度高，容易得到高性能等级螺母

    在螺母材料和热处理同样的情况下，由于采用嵌装钢丝螺套后增加了螺纹连接的承载能力和疲劳强度;钢丝螺套使螺栓与安装丝套的螺孔之间形成弹性连接,因而消除了内外螺纹之间的螺距和牙型半角误差,可在螺母的厚度上使每圈螺纹上的负荷均匀分布,从而加强了内螺纹,并能减振,因此可以提高螺母-螺栓组件螺纹连接的疲劳强度。

三、 与一般锁紧螺母工艺性能及适用性对比

A.  嵌装钢丝螺套与一般锁紧螺母锁紧工艺性能对比

B. 嵌装钢丝螺套与一般锁紧螺母适用性

四、发展前景及问题

综上如述,嵌装钢丝螺套锁紧螺母做为一种新型结构的锁紧螺母,其结构可靠,性能良好,制造容易,使用方便和用途广泛。完全可能在未来代替一般锁紧螺母。

目前,该产品由于还未被大众所知,所以必须尽快加速市场宣传力度,并对螺母本体材料,热处理,表面处理,螺母外形尺寸和配套性能等级的组合设计,依靠标准化推进,该产品必将得到具大发展。

参考资料:

ISO2320-1983  有效力矩钢六角锁紧螺母-机械和工作性能

紧固件连接设计手册 国防工业出版社