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20世紀后期,國學家經(jīng)過長期研究后發(fā)現(xiàn),螺紋緊固件出現(xiàn)自行松脫的關鍵在于其螺紋的結構形狀。理論分析和實驗室試驗表明,要解決螺紋緊固件的松脫問題,必須重新設計螺紋的幾何形狀。經(jīng)過長期的努力,美國推出了內螺紋具有30楔形斜坡的變牙型防松螺母,從而實現(xiàn)了螺紋緊固件防松技術的質的突破。
變牙型防松螺母的螺紋結構這種螺紋形狀與普通標準螺紋形狀的不同之處是在內螺紋的根部有一截成30的楔形斜坡,而螺栓上的外螺紋形狀仍保持標準的三角形。當螺母擰緊在螺栓上,或螺栓旋緊在螺母中時,外螺紋就會自動定心于內螺紋中,外螺紋的牙頂緊緊地楔入內螺紋牙根的30斜坡上,負荷均布在整個直徑的每一牙上。由于遍布其全部直徑上的外螺紋的每一牙的牙頂都被緊緊向楔形斜坡,排除了外螺紋徑向位移的可能。為此具有良好的防松效果,而且是全螺紋銷緊的。
加快變牙型防松螺母技術的研制和開發(fā)是十分必要的和非常迫切的,特別是研制開發(fā)適用于煤礦動態(tài)靜態(tài)狀態(tài)下的變牙防松螺母以適應煤礦重型大功率設備的需要顯得更為突出。
結合我國的實際需要,經(jīng)過大量調研、實驗試驗和理論分析后發(fā)現(xiàn),變牙型防松螺母的技術關鍵在于如何檢驗生產(chǎn)出來的變牙型防松螺母是否合格。即變牙型防松螺母的量規(guī)檢驗系統(tǒng)。這個量規(guī)檢驗系統(tǒng)的真正有效功能在于能地檢驗評定螺紋質量所需的全部特征。在此,要檢驗的關鍵特征是30楔形斜坡,特別的就是這個30斜坡,而且這個斜坡在徑向還有一個正確的位置,以便同時適應外螺紋的大和小外徑。
改變內螺紋結構設計,以解決螺紋緊固件自行松脫的技術難題得到。目前,在完成內螺紋研究、設計、論證的基礎上,已開發(fā)成功全系列的以變牙型螺紋為基準的工具絲錐和檢測變牙型螺母質量的全套量規(guī),具備了大批量生產(chǎn)規(guī)格齊全的變牙型防松螺母的能力,并制定了相應的變牙型防松螺母的企業(yè)標準,以及生產(chǎn)變牙型防松螺母質量控制規(guī)程和變牙型防松螺母用戶指導書。實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)到批量生產(chǎn)的轉移過程。
螺紋緊固件擰緊后,被聯(lián)接件之間預緊力出現(xiàn)下降,此現(xiàn)象被稱為緊固件松動。緊固件松動分為非旋轉松動和旋轉松動兩類。
非旋轉松動與緊固件材料塑變、被聯(lián)接件嵌入等因素有關,旋轉松動主要與螺紋聯(lián)接的結構因素有關。
防松螺母包括全金屬防松螺母和非金屬嵌件防松螺母,頂部結構進行收壓變形或嵌件處理,當螺栓螺紋旋入旋出其變形或嵌件部位時,螺紋或嵌件產(chǎn)生徑向或軸向變形及彈性變形力,彈性變形對螺栓螺紋起干涉作用,產(chǎn)生阻止旋轉松動的摩擦力矩,即有效力矩。