雙螺栓防松方法技術

一種雙螺栓防松方法，在聯接件上加工螺孔或制孔，鎖緊螺栓和緊固螺栓的螺紋直徑不同并且旋向相反，在緊固螺栓的桿體上制作中心孔，鎖緊螺栓穿過緊固螺栓的中心孔，鎖緊螺栓和緊固螺栓連接螺孔和螺母(包含“反旋向螺母”)，達到螺栓防松的效果。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】雙螺栓防松方法
本專利涉及一種雙螺栓防松方法，聯接件上加工螺孔或制孔，鎖緊螺栓和緊固螺栓的外螺紋直徑不同而且旋向相反，緊固螺栓桿體的中心制孔，鎖緊螺栓穿過緊固螺栓桿體的中心孔，鎖緊螺栓以及緊固螺栓和螺孔或螺母、“反旋向螺母”聯接，達到螺栓防松的效果。
技術介紹
螺栓松動機理：1、螺紋副旋合螺紋發生蠕變。根據聯結副松弛蠕變試驗，螺母緊固以后24小時內螺栓預緊力減少接近10％，其后損失速度變緩，螺母容易發生松動。2、支承面壓陷引起的松動。由于螺栓頭部或螺母的支承面接觸應力大，聯接件的表面有塑性環狀壓陷。在使用中若塑性變形繼續發生(稱為支承面壓陷)，螺栓伸長量(一般指彈性伸長量)和預緊力減小，螺母容易松動回轉。3、徑向力是螺栓聯接松動的主要原因。一些學者(特別是原西德的G.Junker)對螺栓聯接分別施加徑向激振力和軸向激振力做了大量的試驗，結果是受軸向力作用的螺栓聯接可能松動也可能不松動，但是受徑向力作用的螺栓聯接當徑向激振力達到一定程度時肯定會松動。螺栓聯接預緊后，螺母將在預緊力所產生的螺母徑向擴張力的作用下處于徑向擴張狀態，當外界徑向力傳入并達到一定程度時，將破壞螺母徑向擴張力的自行平衡，促使螺母徑向竄動，進而使螺紋旋合處沿螺旋線切線方向的靜摩擦系數減小或變為零，當量摩擦角減小或為零，松動扭矩接近于零或為負值，螺母將松動回轉。4、內螺紋和外螺紋之間間隙的影響。標準螺紋多采用單線普通螺紋，螺紋升角(1°40′～3°30′)小于螺旋副的當量摩擦角(6.5°～10.5°)，因此聯接螺紋都能滿足自鎖條件，在一定的預緊力作用下，一般不會松脫。但螺紋副通常是間隙配合，以M30×2細牙螺紋為例：螺栓的螺紋中徑為28.701mm，螺母的螺紋中徑為28.701mm，螺紋聯接平均間隙值為0.1315mm，最大間隙值0.244mm。間隙配合有利于螺紋制造和安裝，卻影響防松效果。此外，螺紋表面的微觀碎屑和微粒會夾雜在內外牙隙之間，類似固體潤滑劑作用，在振動、沖擊和交變載荷作用下，螺紋聯接副不可避免地存在軸向和徑向竄動，內外螺紋之間的摩擦阻力會出現瞬時減小甚至消失。這種現象多次重復，交互作用，最終導致聯接松脫?，F用螺栓防松方法有以下幾種：1、對頂螺母防松(雙螺母防松結構)：兩個螺母對頂擰緊后，它們之間產生一個附加的對頂力，對頂力與預緊力共同產生較大的螺母徑向擴張力，且遠離外界徑向力，故螺母不易回轉，但須注意的是必須在兩螺母之間產生這個附加的頂力才能發揮防松效果。雙螺母防松結構的受力以P1＝0.2P、P2＝0.8P較為合適。其中P1為螺桿對鎖緊螺母(非支承面上的螺母稱為鎖緊螺母)的拉力，P2為螺桿對緊固螺母(工作支承面上的螺母稱為緊固螺母)的拉力，P為螺桿的給定預緊力，所以緊固螺母應厚一些，鎖緊螺母應薄一些。2、“逆旋向雙螺母”(屬于對頂螺母)：螺栓是由左旋和右旋兩種螺旋線復合在同一段螺紋段上，既有左旋螺紋又有右旋螺紋。緊固螺母和鎖緊螺母是兩種不同旋向的螺母，使用時先將緊固螺母預緊，再將鎖緊螺母預緊。在振動、沖擊的情況下，緊固螺母有發生松動的趨勢，但是由于緊固螺母的松退方向是鎖緊螺母的擰緊方向，鎖緊螺母的擰緊阻止了緊固螺母的松退，導致緊固螺母無法松脫。3、“施必牢”螺紋：施必牢螺母與標準螺母的不同在于其螺紋底徑上有一30°的錐面，外螺紋的牙頂緊緊地楔人內螺紋牙根30°錐面，產生很大的徑向鎖緊力，使螺母具有很強的抵抗橫向振動的能力，而這種橫向振動是導致螺紋松動的主要原因。4、存儲更多的彈性變形能實現防松：(1)增加螺栓的長度，螺栓加載后的彈性伸長量與預緊力和螺栓長度成正比，與螺栓的截面積成反比，螺栓的彈性伸長量愈大，防松效果愈好；(2)使用液壓防松螺母，利用增加螺栓聯接的預緊力，使高強度螺栓在軸向發生彈性變形并保持拉伸狀態，依靠螺栓彈性變形產生的內應力將螺母壓緊，以達到防松目的。其他還有彈簧墊圈、懸置螺母、自鎖螺母、縱向開槽螺母、粘合防松、沖點鉚接等。采用普通螺母時，理論分析和試驗證明，旋合圈數越多，載荷分布不均的程度也越顯著，到第8～10圈以后，螺紋幾乎不受載荷。制造螺栓的碳鋼材料彈性模量一般為200～210×103Mpa。高強度螺栓是指強度較高使機械或構件的尺寸和結構能減小或簡化的螺栓，抗拉強度一般在700Mpa以上，質量穩定，但直徑30mm以上的高強度螺栓在淬火處理中不易淬透，質量不穩定，在使用時應降低工作應力。使用高強度螺栓時有如下特點：1、聯接件上承受交變載荷作用產生振動，接觸面要想獲得較小的螺栓變形剛度，盡可能采用高強度小型的螺栓，如10.9級和8.8級(10.9級意味著抗拉強度1000MPa，屈服強度σs是抗拉強度的90％)。2、導致交變應力過大的原因是預緊力偏小，剩余預緊力大，因此軸向預緊力將螺栓一直加載到90％的彈性極限?；蛘卟捎寐菟ǖ念A緊力小于螺栓的材料屈服極限的80％，并盡量取較高值。屈服極限即為屈服強度σs，二者意義相同。3、在螺栓聯接中，螺栓選用變形較大的材料，而被聯接件選用剛性較好的材料，這樣可以使螺栓的變形線較平，而被聯接件的變形線較陡，應力的幅值變小。在螺栓的強度一定的情況下，能減小螺栓中力的幅值，有助于提高螺栓壽命。高強度螺栓連接必須采用較大的預緊力，一般預緊力為該螺栓材料屈服強度σs的70％～81.2％。在英國SPS-安布內科橫向振動試驗機上測試橫向振動防松效果時，發現當螺栓軸向預緊力由0.25σs增加到0.45σs時，防松效果提高13.2倍。當預緊力達到0.75σs時防松效果還將大大提高。螺栓預緊力的控制方法有：1、通過擰緊力矩控制預緊力。通過扭矩扳手顯示的扭矩值控制被聯接件的預緊力，操作簡單、直觀，誤差約為±25％。2、通過螺母轉角控制預緊力。螺母(或螺栓)擰緊時的旋轉角度與螺栓伸長量和被擰緊件松動量的總和大致成比例關系，因而可采用按規定旋轉角度達到預定預緊力的方法。在最初擰緊時，先要確定極限扭矩，把螺栓(螺母)一直擰到極限扭矩，再轉過一個預定的角度。測量螺母轉角最簡單的是刻一條零線，按螺母的轉方測量螺母轉角。螺母轉角的測量精度可控制在10°～15°內。一般說來，預緊力誤差大約在±15％。3、通過螺栓伸長量控制預緊力。通過螺栓的伸長量控制預緊力可以獲得較高的控制精度，被廣泛用作重要場合螺栓法蘭連接的預緊力控制方法。若測量正確，其預緊力誤差約為±5％。螺栓伸長量計算舉例：以8.8級M30×2螺紋聯接為例，當實體螺栓直徑D＝30mm，螺桿有效拉伸長度L＝65mm，螺母以1450Nm力矩擰緊，螺栓預緊力P＝269kN時，螺栓的伸長量ΔL為：ΔL＝P×L/(E×S)＝P×L/[E×3.14×(D/2)2]＝269×103×65×10-3/[210×109×3.14×(30×10-3/2)2]＝0.118mm其中P-實體螺栓預緊力，NL-螺桿有效拉伸長度，mE-螺栓材料的彈性模量(高強度螺栓取210×103Mpa)，N/m2S-螺栓截面積(即螺栓桿體的橫截面積)，m2螺栓的應力σ為：σ＝P/S＝269×103/[3.14×(30×10-3/2)2]＝381Mpa8.8級螺栓屈服強度σs＝800×0.8＝640Mpa，σ/σs＝381/640＝0.595≈0.6。若螺栓的彈性模量等保持本文檔來自技高網...

【技術保護點】
PCT國內申請，權利要求書已公開。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.04.11 CN 20141015292961.一種雙螺栓防松方法，其特征在于：包括左聯接件、鎖緊螺栓、緊固螺栓和右聯接件，所述左聯接件同一軸向中心線上加工有兩個直徑不同和螺紋旋向相反的螺孔，其中大直徑螺孔為緊固螺孔，小直徑螺孔為鎖緊螺孔，右聯接件上鉆孔，鎖緊螺栓和緊固螺栓的外螺紋直徑不同并且旋向相反，緊固螺栓的桿體中心制孔，緊固螺栓和緊固螺孔聯接，鎖緊螺栓穿過緊固螺栓桿體的中心孔和鎖緊螺孔聯接，鎖緊螺栓頭部緊壓緊固螺栓頭部，共同對左聯接件、右聯接件進行緊固；或者包括左聯接件、鎖緊螺栓、緊固螺栓和右聯接件，左聯接件和右聯接件上鉆孔，還包括焊接結構的反旋向螺母，反旋向螺母為墊片、鎖緊螺母和緊固螺母焊接的“3合1”結構，或者為墊片以及鎖緊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉興邦，
申請(專利權)人：劉興邦，
類型：發明
國別省市：山東;37