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(dòng)、松脫問(wèn)題，提出從功能材料人手利用鐵基形狀記憶合金來(lái)研制一種新型螺母的設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(shí)，該力矩可通過(guò)式(1)計(jì)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(dòng)作用下，以及工作溫度變化較大時(shí)，螺母的松動(dòng)、松脫時(shí)有發(fā)生。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)[1]，世界各國(guó)因緊固件松動(dòng)、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(jiǎn)單有效地防止螺母的松動(dòng)問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)十分重要而又迫切的課題。

近幾年來(lái)，國(guó)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(kāi)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(duì)防松螺紋聯(lián)接應(yīng)用于一些特定場(chǎng)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(duì)鐵路中螺紋聯(lián)接松動(dòng)的特點(diǎn)所研制開(kāi)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(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始嘗試從材料入手來(lái)解決螺母松動(dòng)問(wèn)題，并取得了一定的成效。比如美國(guó)F15，F(xiàn)16軍用戰(zhàn)斗機(jī)所采用的形狀記憶合金(簡(jiǎn)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(dòng)問(wèn)題。但這里所用的SMA為價(jià)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(dòng)問(wèn)題的解決提出了一個(gè)很好的思路。