普通涂膠和預涂膠在螺紋鎖固強度上的試驗對比

馬林科 何劍鋒 閆金

摘 要：介紹了普通螺紋鎖固膠和預涂型螺紋鎖固膠的工作原理和優缺點，對二者的鎖固強度進行了試驗對比，通過假設檢驗法對試驗數據進行了分析，從而確定出兩組數據間是否存在明顯的差異。

關鍵字：螺紋鎖固膠；假設檢驗；破壞扭矩；平均拆卸扭矩

中圖分類號：U466 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7988（2018）17-293-04

Abstract： It introduces the working principle， advantages and disadvantages of the common thread-locking adhesive and precoating thread-locking adhesive， conducts the experimental comparison of the strength on thread locking. Its confirmed that if the obvious differences remains between the two sets of testing data through the experimental data analysis by the hypothesis testing.

Keywords： Thread-locking adhesive； hypothesis testing； Torsional torque； Average disassembly torque

CLC NO.： U466 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）17-293-04

引言

螺紋聯接作為一種可拆卸的固定聯接，因其具有結構簡單、聯接可靠、拆裝方便等優點而被廣泛應用，雖然聯接所用的螺紋都具有自鎖性，但是在沖擊、振動和變載的作用下，預緊力可能在某一瞬間消失，聯接有可能松脫。常用的防松裝置或方法很多，從原理上來看大致可分為利用附加摩擦、機械方法和破壞螺紋副關系及粘接防松。螺紋粘接鎖固防松技術就是通過把螺紋鎖固膠填充到螺紋副間隙內，將內外螺紋粘接（固化）在一起以達到防松要求的一種粘接防松技術。

隨著新材料新技術的不斷發展，螺紋鎖固膠防松技術廣泛應用于機械行業。螺紋鎖固膠作為一種粘接防松劑，其粘接性能好壞直接影響到防松效果，因此企業在選用螺紋鎖固膠品種類型時，必須對其鎖固性能進行驗證，本文就針對普通螺紋鎖固膠和預涂型螺紋鎖固膠的鎖固效果進行了驗證對比。

1 螺紋鎖固膠固化機理

1.1 普通螺紋鎖固膠固化機理

普通螺紋鎖固膠（下文簡稱普通涂膠）屬于單組份厭氧膠，它是以甲基丙烯酸雙脂為主要成分，添加適量的引發劑、促進劑、穩定劑等助劑而成。利用氧對自由基阻聚原理制成的單組份密封粘接劑，它在有氧（空氣）環境下可以長期穩定，當涂膠面與氧氣隔絕時可迅速固化為交聯狀的固體聚合物，從而起到螺紋鎖固的效果。

普通涂膠主要優點：強度可控，可有效防止螺栓松動和銹蝕，消除了傳統機械鎖固方法的根本缺陷。

1.2 預涂型螺紋鎖固膠固化機理

預涂型螺紋鎖固膠（下文簡稱預涂膠）是在單組分厭氧膠基礎上發展起來的新型雙組分固化型水性厭氧膠。雙組份混合均勻預先涂覆在螺紋表面上，經過烘干形成一層有一定附著力的膠膜，裝配擰入時將膠膜和微膠囊擠碎，釋放出引發劑和膠液，引發劑引發厭氧膠單體進行自由基聚合，形成有一定強度和韌性的熱固性塑料，填滿螺紋嚙合部位的間隙，對螺紋進行鎖固和密封。

預涂膠主要優點：省去現場涂膠工序，提高了裝配效率，預涂件可儲存較長時間，隨時可用，簡化了生產工藝。

2 試驗策劃及內容

2.1 螺紋鎖固膠的選擇

普通螺紋鎖固膠選擇的是我公司使用的某品牌1262螺紋鎖固膠，為了減少試驗誤差，預涂膠選擇的是跟1262性能比較接近的1204預涂型螺紋鎖固膠，具體性能參數對比見表1：

2.2 試驗內容

我們模擬現場裝配力矩，對重型車橋橋殼大平面（M12雙頭螺柱）、過橋箱（M12雙頭螺柱）、過橋箱蓋（M10雙頭螺柱）三個位置的雙頭螺柱采用普通涂膠方式擰緊，再將預涂膠螺柱采用相同的力矩擰緊，固化規定的時間后進行拆卸，分別對其破壞扭矩和平均拆卸扭矩進行檢測，并通過假設檢驗的方法來分析檢查兩個總體的平均值之間是否存在明顯差異和統計顯著性。

試驗一：橋殼大平面雙頭螺栓（大扭矩）涂膠性能對比

試驗所用雙頭螺栓為M12粗牙螺栓，普通涂膠使用1262螺紋鎖固膠，預涂膠使用1204預涂型螺紋鎖固膠，模擬我公司裝配時的預緊力矩（80 N·m），規定時間后進行力矩檢測，實驗數據見表2。

通過假設檢驗法對試驗數據進行分析，詳見表3、表4，箱線圖見圖1、圖2。

（一）普通涂膠、預涂膠破壞扭矩對比分析

結論：兩種涂膠方式在螺栓拆卸時的破壞扭矩無明顯差異。

（二）普通涂膠、預涂膠平均拆卸扭矩對比分析

結論：螺栓的兩種涂膠方式平均拆卸扭矩存在明顯差異，預涂膠的平均拆卸扭矩要大于普通涂膠方式。

試驗二：過橋箱M12雙頭螺栓（中等扭矩）涂膠性能對比

試驗所用雙頭螺柱為M12粗牙螺栓，根據我現場實際裝配情況預緊（30N·m），規定時間后進行力矩檢測，實驗數據見表5。

通過假設檢驗法對試驗數據進行分析，詳見表6、表7，箱線圖見圖3、圖4。

（一）普通涂膠、預涂膠破壞扭矩對比分析

結論：螺栓的兩種涂膠方式破壞扭矩差異較明顯，普通涂膠方式的破壞扭矩要明顯大于預涂膠。

（二）普通涂膠、預涂膠平均拆卸扭矩對比分析

結論：同樣的預緊扭矩下，兩種涂膠方式平均拆卸扭矩差異較明顯，普通涂膠方式的平均拆卸扭矩要明顯大于預涂膠。

試驗三：過橋箱蓋M10雙頭螺栓（小扭矩）涂膠性能對比

試驗所用雙頭螺柱為M10粗牙螺栓，根據我現場實際情況設定預緊力矩（18N·m），規定時間后進行力矩檢測，實驗數據見表8。

通過假設檢驗法對試驗數據進行分析，詳見表9、表10，箱線圖見圖5、圖6。

（一）普通涂膠、預涂膠破壞扭矩對比分析

結論：螺栓的兩種涂膠方式破壞扭矩差異較明顯，普通涂膠方式的破壞扭矩要明顯大于預涂膠。

（二）普通涂膠、預涂膠平均拆卸扭矩對比分析

結論：同樣的預緊扭矩下，兩種涂膠方式平均拆卸扭矩差異較明顯，普通涂膠方式的平均拆卸扭矩要大于預涂膠。

3 結語

（1）當預緊力距為80N·m（力矩較大）時，兩種涂膠方式的破壞扭矩相當，預涂膠方式的平均拆卸力矩優于普通

涂膠方式。

（2）當預緊力距為30N·m（中等扭矩）或18N·m（小扭矩）時，普通涂膠方式的破壞力距和平均拆卸力矩均要優于預涂膠方式。

（3）雖然預涂膠在效率上要高于普通涂膠，但其在小扭矩螺栓固化性能上差于普通涂膠方式，如果對螺栓的鎖固要求可靠性較高時，不建議使用預涂膠方式代替普通涂膠方式。

參考文獻

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