最近,遇到一个问题,就是设备的螺栓松动/脱落,引起一些问题。因为螺栓是比较小的东西,自动化设备往往又使用了大量的螺栓,而且安装的不易察觉的位置,往往难以检查到,因此检查的难着比较大。同时,我了解到在历史上,很多大公司因为这一类小东西,引发了大事故:
年5月美国一架飞机因螺丝松动,金属疲劳引起机翼断落,致人死亡;年8月日本因没有按照规定安装足够数量的紧固铆钉,发生坠机事件,人罹难;年7月,北京地铁四号线因两颗螺松动栓断裂引发扶梯事故;年5月,因安全带螺栓存在故障,奔驰将在美国召回辆GL级车;日本一架波音型客机配电盘端子的螺母没有固定好,导致烧坏配电盘;重庆长安铃木汽车召回辆汽车,原因是车辆的转向横拉杆球头螺母可能松动脱落,导致车辆转向失效;年12月本田汽车召回2.2万余辆SUV,原因是螺栓可能没有适当拧紧,可能发生脱落。…………………………………………由此可见,“千里之堤,毁于蚁穴”,一个小小的蚂蚁洞,可以使千丈长堤溃决。如何更好地确保安装的每一颗螺丝都不会在使用过程中松动呢?那么,我们需要先了解螺栓为什么会松动的,然后再有的放矢才好。
一般来说,螺栓松动有如下4个原因:
螺栓旋紧的原理是靠预紧力使螺纹产生一定的塑性变形(即弹性变形),加上金属材料的记忆特性,内外螺纹的恢复应力都施加到接合面上,从而达到紧固的目的。但随着时间加长,部分弹性变形变成永久变形,金属恢复应力下降,加上设备的震动,运转,受冲击,以及热涨冷缩,使得螺丝的变形得到了瞬间的释放,导致螺栓松动。因此,纵观以上四个主因,归结为一个:就是螺栓的弹性变形减少了,紧固件之间的压力变小了,紧固件之间的摩擦力减少了,从面出现了大家生活中常见的螺栓时间长了就会松动,或者脱落的现象,那么,螺栓防松有哪些方法呢?
针对上面的几种原因,对于螺栓防松,大体分为以下三类:
1:摩擦防松:
这是应用最广的一种防松方式,这种方式在螺纹副之间产生一不随外力变化的正压力,以产生一可以阻止螺纹副相对转动的摩擦力。这种正压力可通过轴向或同时两向压紧螺纹副来实现。如采用弹性垫圈、双螺母、自锁螺母和尼龙嵌件锁紧螺母等。这种防松方式对于螺母的拆卸比较方便,但在冲击、振动和变载荷的情况,一开始螺栓会因松弛导致预紧力下降,随着振动次数的增加,损失的预紧力缓慢地增多,最终将会导致螺母松脱、螺纹联接失效。
1.1弹簧垫圈防松
弹簧垫圈材料为弹簧钢,装配后垫圈被压平,其反弹力能使螺纹间保持压紧力和摩擦力,从而实现防松。
.2自锁螺母防松
螺母一端制成非圆形收口或开缝后径向收口。当螺母拧紧后,收口胀开,利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。这种防松结构简单、防松可靠,可多次拆装而不降低防松性能。
1.3弹性圈螺母防松
螺纹旋入处嵌入纤维或尼龙来增加摩擦力。该弹性圈还起防止液体泄漏的作用。
2:机械防松
是用止动件直接限制螺纹副的相对转动。如采用开口销、串连钢丝和止动垫圈等。由于止动件没有预紧力,螺母松退到止动位置时防松止动件才能起作用,因此,这种方式实际上不防松而是防止脱落。
3:永久防松
在拧紧后采用冲点、焊接、粘接等方法,使螺纹副失去运动副特性而连接成为不可拆连接。这种方式的缺点是栓杆只能使用一次,且拆卸十分困难,必须破坏螺栓副方可拆卸。