張繼媛
(長春職業技術學院,吉林 長春 130000)
螺栓聯接結構簡單,裝拆方便,對通孔加工精度要求低,應用最廣泛。螺釘聯接不用螺母,直接將螺釘的螺紋部分擰入被聯接件之一的螺紋孔中構成聯接,結構簡單,用于被聯接件之一較厚不便加工通孔的場合,但如果經常裝拆時,易使螺紋孔產生過度磨損而導致聯接失效。雙頭螺柱聯接螺柱的一端旋緊在一被聯接件的螺紋孔中,另一端則穿過另一被聯接件的孔,通常用于被聯接件之一太厚不便穿孔,結構要求緊湊或經常拆裝的場合。緊定螺釘聯接螺釘的末端頂住零件的表面或頂入該零件的凹坑中,將零件固定,它可以傳遞不大的載荷。
承受動載荷的、較為重要的螺紋聯接,一般都規定有預緊力要求。螺紋聯接在裝配時一般需要擰緊,使聯接在承受工作載荷之前預先受到力的作用,這個預先作用力稱為預緊力。適當的預緊可增強聯接的可靠性、緊密性和防松能力,提高螺栓的疲勞強度。裝配時必須按要求擰緊。預緊力的數值應根據載荷的性質、聯接剛度等具體工作條件而確定。對于一般無預緊力要求的螺紋聯接,可使用普通扳手擰緊,憑經驗控制力的大小;對于較重要的普通螺栓聯接,應采用測力矩扳手或定力矩扳手來實現控制預緊力的大小;對于預緊力控制有精確要求的螺紋聯接,可采用測量螺栓伸長的變形量來控制預緊力的大小,而高強度螺栓預緊力控制則建議采用測量螺母轉角的方法。
螺紋聯接一般是由幾個螺栓(或螺釘、螺柱)組成螺栓組使用的。成組螺紋聯接的零件,擰緊螺栓必須按照一定的順序進行,并做到分次逐步擰緊。這樣,有利于保證螺紋間均勻接觸,配合面貼合良好,螺栓間承載一致,裝配時擰緊按照對稱順序進行。
裝配雙頭螺柱時,雙頭螺柱的軸心線必須與機體表面垂直裝配時可用90°角尺進行檢驗。如發現較小的偏斜時,可用絲錐校正螺孔后再裝配,或將裝入的雙頭螺柱校正至垂直。偏斜較大時,不得強行校正,以免影響聯接的可靠性。擰緊雙頭螺柱時,先將兩個螺母相互鎖緊在雙頭螺柱上,然后轉動上面的螺母,即可把雙頭螺柱擰入螺孔。
2.4.1 增大摩擦力防松
(1)加彈簧墊圈。螺母擰緊后靠彈簧墊圈被壓平而產生的彈性反力使旋合螺紋間壓緊。結構簡單,使用方便,但防松效果較差,適宜于機械外部的螺紋防松。為保證彈簧墊圈有適度的彈力,要求在自由狀態下,開口處相對面的位移量不小于墊圈厚度的50%。當多次拆裝使開口相對面的位移量不足時,應更換新墊圈。這種方法適宜于機械外部的螺紋防松。
(2)用雙螺母鎖緊。利用兩螺母的對頂作用使螺栓始終受附加的拉力和附加的摩擦力。結構簡單,可用于低速重載的場合。鎖緊螺母采用薄型螺母。在擰緊薄型螺母時,必須用兩只扳手將薄型螺母與原有螺母相對地擰緊。
(3)用自鎖螺母防松。螺母一端制成非圓口或開縫后徑向收口。擰緊螺母后,收口被脹開,利用其彈力使旋合螺紋間壓緊。結構簡單,防松可靠,可多次裝拆而不影響防松效果。
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2.4.2 機械防松
(1)用止退墊圈鎖定。這種方法適用于圓螺母防松。鎖定時將墊圈的內爪嵌入外螺紋的槽中,將墊圈的外爪彎曲壓人圓形螺母的槽中。止退墊圈的結構如圖所示。
(2)用鋼絲綁緊。成對或成組的螺釘,可以用鋼絲穿過螺釘頭互相綁住,防止回松。用鋼絲綁的時候,鋼絲繞轉的方向必須與螺紋擰緊方向相同。這種防松方法常用于要求防松可靠、不容易進行機械拆裝的場合,如內燃機曲軸連桿聯接螺母的防松。對于緊定螺釘必須在軸槽上繞一周鋼絲,使鋼絲嵌入緊定螺釘的起子槽內綁緊。
(3)用槽形螺母和開口銷防松。使用無槽螺母時,應配作墊圈厚度,使開口銷插入銷孔能恰好頂住螺母端面,螺母擰緊到規定的力矩范圍以后,使槽形螺母的端面槽對準銷孔,再將開口銷插入,分開銷頭緊貼到螺母的六角側平面上。
(4)用止動墊圈防松。螺母擰緊以后,將墊圈外爪分別上、下彎曲,使向下彎曲的爪貼住工件,向上彎曲的爪貼緊到螺母的六角對邊上,不能貼在角上。
2.4.3 破壞螺紋副關系防松方法
(1)沖點。擰緊后在端面或側面螺紋的小徑處用樣沖沖打2~3點,成永久性防松。
(2)焊接。焊具點焊2~3點,成永久性防松。
(3)涂粘合劑。用厭氧性粘接劑涂于螺紋旋合表面,擰緊螺母后自行固化,獲得良好的防松效果。
(4)端鉚。擰緊后螺栓露出1-1.5個螺距,打壓這部分使螺栓頭部變大,成永久性防松。
3.1 螺紋孔損壞使配合過松。可將螺紋孔鉆大,攻制大直徑的新螺紋,配換新螺釘。當螺紋孔螺紋只損壞端部幾扣時,可將螺紋孔加深,配換稍長的螺栓。
3.2 螺釘、螺柱的螺紋損壞。一般更換新的螺釘、螺柱。
3.3 螺栓頭部擰斷。若螺栓斷處在孔外,可在螺栓上鋸槽、銼方或焊上一個螺母后再擰出。若斷處在孔內,可用比螺紋小徑小一點的鉆頭將螺柱鉆出,再用絲錐修整內螺紋。
3.4 螺釘、螺柱因銹蝕難以拆卸。可采用煤油浸潤,使銹蝕處疏松后即較容易拆卸;也可用錘子敲打螺釘或螺母,使鐵銹受振動脫落后擰出。
3.5 絲杠螺紋磨損的修理。梯形螺紋絲杠的磨損不超過齒厚的10%時,通常用車深螺紋的方法來消除。當螺紋車深后,外徑也需相應車小,使螺紋達到標準深度。經常加工短工件的機床,由于絲杠的工作部位經常集中于某一段(如臥式車床絲杠磨損靠近車頭部位),因此這部分絲杠磨損較大。為了修復其精度,可采用絲杠調頭使用的方法,讓沒有磨損或磨損不多的部分,換到經常工作的部位。但是,絲杠兩端的軸頸大都不一樣,因此調頭使用時還需要做一些機械加工。
對于磨損過大的精密絲杠,常采用更換的方法。矩形螺紋絲杠磨損后,一般不能修理,只能更換新的。
絲杠軸頸磨損后的修理方法與其它軸頸修復的方法相同,但在車削軸頸時,應與車削螺紋同時進行,以便保持這兩部分軸的同軸度。磨損的襯套應該更換,如果沒有襯套,應該將支承孔鏜大,壓裝上一個襯套,并用螺釘定位。這樣,在下次修理時,只換襯套,即可修復。
3.6 螺母磨損的修理。螺母的磨損通常比絲杠迅速,因此常需要更換。為了節約青銅,常將殼體做成鑄鐵的,在殼體孔內壓裝上銅螺母,以在修理中易于更換。
[1]范云生.汽車螺紋聯接柔性裝配系統的研究及應用[M].大連:大連海事大學,2012.