张小强-螺纹连接松动分析及预防.pdfVIP

螺纹连接松动分析及预防 一汽-大众汽车有限公司佛山质量保证部 佛山 528200 张小强 【摘要】本文分析了螺纹连接松动的定义及危害，并从理论上分析了松动的原因 及解决方案，最后，针对松动的原因，提出了监控螺纹连接松动的措施。 【关键词】 螺纹连接 摩擦系数 自锁 旋转松动 非旋转松动 引言 螺纹连接标准化程度高、品种多、制造方便、易于拆卸，能适应各种工作条 件，因此在机械中应用广泛。从原理上说，螺纹连接能够满足自锁条件，在静载 荷下不会松脱，但在摩擦、冲击、振动或交变载荷作用下，螺纹连接松动时有发 生，甚至产生重大事故，因此，螺纹防松一直也是困扰机械行业的重大课题。 1、螺纹连接松动定义及危害 螺纹连接的本质在于获得合适的夹紧力，以保证被连接件稳定地连接到一 起。所谓松动，是指螺栓连接全部或部分丧失轴向夹紧力，这种松动通常会导致： 1、连接部分的分离和脱落； 2、连接部分的滑移； 3、过度的相对位移和连接部分的碰撞； 4 、分离产生的噪音及不密封； 5、连接处的牢固性降低，导致增大的振动； 6、振动导致疲劳断裂； 7、高速运转下惯性冲击断裂； 因此，为减少螺纹连接松动失效的危害，其关键在于保证合适及稳定的夹紧 力。 2、螺纹连接松动原因及解决方案 螺纹连接松动通常分为两种类型，旋转松动及非旋转松动，下面我们就这两 种松动类型的原因进行分析。 1 / 6 2.1、旋转松动的原因及解决方案 旋转松动由螺纹副的相对移动导致，正常情况下，各紧固件厂家对螺纹摩擦 系数均有要求，从而保证螺纹的自锁性能，依螺栓受力分析如图1 所示。 图1 螺纹拧松受力分析图 图2 60°米制螺纹自锁螺纹摩擦系数 为便于分析，先研究矩形螺纹，将矩形螺纹沿中径 展开，得到斜角等于 d 2 F 螺纹升角 的斜面，将螺母简化为受轴向载荷 的滑块，同时拧紧或拧松连接副 ψ a F F 的扭矩，产生沿圆周推力F，当滑块静止或匀速直线运动时，由 、 和F 组成 R a 的力多边形。 F 当滑块匀速下滑时，螺纹升角为 ，摩擦角为 ，轴向载荷 变为驱动滑块 ψ ρ a F 匀速下滑的驱动力，F 为阻碍滑块下滑的阻力，摩擦力 的方向与滑块运动方向 相反。   F F  tg ψ ρ (公式1) a 由公式1 可知，当ψ  时，推力F≤0，表明F 为零或其方向改变，此 时，螺母只有受到与图1 中F 方向相反的推力才能松退，轴向载荷在材料性能范 围内无论多大，螺母都不会松退，而且，轴向载荷越大，松退所需的力也越大； 故螺纹自锁条件为ψ  。 对于拧紧装配，我们需要