螺母防松效果和重復(fù)使用性能

發(fā)布日期：2019-03-21 作者：杭州杰尊貿(mào)易有限公司點(diǎn)擊：

為了有效地解決螺紋聯(lián)接的松動、松脫問題，提出從功能材料人手利用鐵基形狀記憶合金來研制一種新型螺母的設(shè)計思想。從理論上分析了新型螺母的防松機(jī)理,并試驗(yàn)研究了螺母的靜動態(tài)防松效果和重復(fù)使用性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，新型智能螺母具有很好的靜動態(tài)防松效果，并且可以重復(fù)使用。

防松原理

與普通螺母相比，由于新型螺母本身制造材料的特殊性能，這種新型鐵基形狀記憶合金智能螺母在預(yù)緊、恢復(fù)加熱后，受到以下3個摩擦力矩的作用：

預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦力矩T1。鐵基合金螺母與普通螺母一樣，由于預(yù)緊力Fα的作用而受到自鎖摩擦力矩(包括螺紋副間自鎖作用產(chǎn)生的力矩和螺母、螺栓頭支撐面與被聯(lián)接件之間的摩擦力產(chǎn)生的摩擦力矩)的作用，由螺紋力學(xué)知識，該力矩可通過式(1)計算

在現(xiàn)代機(jī)械中，緊固件的數(shù)量約占機(jī)器零件總數(shù)量的60%，其中螺紋聯(lián)接是機(jī)械聯(lián)接中使用最普遍的形式之一。一般的螺紋緊固都具有自鎖性，但在變載、沖擊、振動作用下，以及工作溫度變化較大時，螺母的松動、松脫時有發(fā)生。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計[1]，世界各國因緊固件松動、松脫所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億以上。因此，如何簡單有效地防止螺母的松動問題已經(jīng)成為一個十分重要而又迫切的課題。

近幾年來，國內(nèi)外的許多學(xué)者在螺母的防松方面進(jìn)行了大量的研究，開發(fā)了許多新的防松方法。這些方法多是從結(jié)構(gòu)上入手,其基本防松原理仍是摩擦防松、機(jī)械防松等。研究者對防松螺紋聯(lián)接應(yīng)用于一些特定場合已有一些非常好的思路，并研究出了許多成功的模型，采用的方案也各具特色，如ST2型防松螺母[2]、凹凸型防松螺母[3]、加鍵防松螺母[4]以及針對鐵路中螺紋聯(lián)接松動的特點(diǎn)所研制開發(fā)的新型防松螺母[5]等；此外還有偏心錐面防松螺母、加鎖防松螺母、防盜螺栓和切向舌簧防盜螺紋聯(lián)接件等新型螺紋聯(lián)接防松形式。

這些新型的防松方法在某些工作狀況下收到了一定的防松效果。隨著新型功能材料的出現(xiàn)，目前國內(nèi)外已經(jīng)開始嘗試從材料入手來解決螺母松動問題，并取得了一定的成效。比如美國F15，F(xiàn)16軍用戰(zhàn)斗機(jī)所采用的形狀記憶合金(簡稱SMA)智能螺栓組和管接頭，成功地解決了飛機(jī)中關(guān)鍵聯(lián)接螺栓和管接頭的松動問題。但這里所用的SMA為價格昂貴的NiTi基SMA，大大限制了其推廣使用，但是為螺紋聯(lián)接松動問題的解決提出了一個很好的思路。