螺栓防松方法及运用分析
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螺栓防松方法及运用分析
文章来源于：易紧通
近年来，螺栓连接被广泛地应用，有效解决了机械部件连接问题。从实践应用实际来说，受到循环载荷以及强振动等的作用影响，螺栓极易出现疲劳损坏或者松动情况。若螺栓失效，则会造成严重的后果。基于此，做好螺栓防松和健康监测有着必要性。
1 工程机械螺栓
作为装备工作的主要组成，工程机械的产品类型较多，被应用于建筑行业和电力行业等，使用环境较为恶劣。从实际应用来说，螺栓松脱问题较为常见。对于普通松脱问题，采取更换高强螺栓，如10.9级螺栓，能够减少脱落情况的发生。不过部分机械采用此方法，难以解决螺栓松动问题。基于此，人们有必要分析螺栓松动问题，提出有效的预防方法。
2 常用的螺栓防松方法
2.1 预紧力
20 世纪20 年代，德国工程师提出了楔入式锁紧概念，利用夹紧力来防止螺栓松动。以某楔入式锁紧产品为例，其外表面为放射状锯齿，内表面呈现楔形，在安装时要成对使用，保证楔形面相对。在拧紧时，保证锯齿外表面和零部件接触面相咬合。位移处于楔形内表面之间，当达到预紧力后，停止位移。因为振动引发螺栓连接自旋时，楔入式锁紧系统能够沿着厚度方向产生扩张，增加夹紧力。经过试验验证，该产品能够保持80% 的预紧力，保证了螺栓不松动。
2.2 摩擦防松
利用螺母并紧和弹垫等方法，能够有效控制螺栓松动。其中，双螺母并紧法适用于固定连接场合，如重载和低速，用于工程机械工作装置的固定，如U 型螺栓。弹垫方法使用，若弹力不均极易引发螺栓松脱问题。以某挖掘机为例，其使用的是M8、M10 螺栓，使用弹簧垫+ 平垫防松系统，防松效果较差，在运用工作中，没有超过500h，便出现大量螺栓松动情况。经过改造后，使用自制加大垫片，获得了不错的防松效果。自锁螺母防松法的应用具有可靠性，即使多次拆装，也不会影响防松性能，适用于U 型手柄和收音机天线等。
2.3 机械防松和破坏螺纹副防松
通常情况下，对于发动机减震器螺栓，通常采取机械防松方法。在具体操作中，将螺母焊接到折弯的支架上，利用支架折弯边的限位，实现螺栓防松。破坏螺纹副防松法的应用，在螺纹副旋合前，于螺纹上，涂抹紧固胶，拧紧螺纹副。当螺纹胶硬化、凝固后，能够防止螺纹副松动。对于重要部分的螺栓，如支重轮和发动机支座等，可以采取此方法进行防松处理。
3 螺栓防松技术的运用
基于紧固原理对螺栓进行防松处理，可采用的方法较多。现结合螺栓防松常用技术，作如下论述。
3.1 使用铰制孔螺栓
在工程机械设备上，一般情况下多使用普通螺栓，即直径比安装孔径小0.5 ～ 1mm 的螺栓，依靠预紧力来防止被连接零部件的相对滑动与运动。设备使用时，当出现滑动情况时，预紧力可以转化成为摩擦力，进而防止其运动。如
此，需要大预紧力。利用铰制孔螺栓，能够承受横向载荷和轴向载荷。对于横向载荷，依靠自身的抗剪能力来阻止其运动，需要的预紧力小。对于轴向承载能力，其和普通螺栓相同[1]。基于此，对于需要承受振动荷载的机械，可使用铰制孔螺栓，以免发生松脱情况。例如，旋挖钻机机械设备，其动力头托架侧面使用的高强紧固螺栓，为利用摩擦传力的结构，使用工况较为恶劣，超过推耙机，动力头承受的扭矩最大值为400kN·m，频繁正反旋转时，承受较大的动载冲击以及大振动荷载，使用铰制孔螺栓，此问题得到有效解决。
由此可见，对和旋挖钻机机械设备运行工况相似的推耙机，使用高强度螺栓，能够获得不错的防松效果。
3.2 使用钢隔套
当机械设备运行工况较为恶劣时，需要承受极大的冲击，螺栓松脱问题的发生和机械设备结构设计有关，其能够吸收或者缓冲动载，直接决定了螺栓使用性能。若结构设计无法更改，进行螺栓紧固，可以采取增设钢隔套的方式，提高螺栓抵抗冲击的能力水平。通过加长螺栓，增加总弹性变形量，利用变形量抵消载荷冲击，进而保证预紧力，避免螺栓松脱。通常情况下，使用材质为20 钢或者45钢的钢隔套，能够获得不错的效果。因为此类材质的钢隔套，多采取40Cr 和热处理。使用方法如下：一是单边使用。若单边使用，将螺栓头一侧和连接件面相互接触；二是双面使用。在双面使用时，对于隔套的长度，要按照较短的要求来设计，和连接件面接触，或者和平垫相互配合使用，便于螺栓预紧。在推耙机机械设备的前机罩和翼板安装位置处，都可以采取此措施。
3.3 定位销防松
机械设备中，定位销较为常用，其具有安装便利、装配质量高等特点，被广泛应用[2]。从螺栓松动机理角度来说，定位销能够起到限制连接件移动的作用，避免螺栓断裂。采取定位销防螺栓松动，为了更好地使定位销起到限制连接件微滑动，定位销孔不能采取装配前加工到位，要采取预留0.3 ～ 0.5mm
余量装配时进行配铰方式提高其定位精度。在推耙机和推土机等机械设备中，安装定位销，获得了不错的防松效果。
3.4 施必牢紧固技术
机械设备的质量受到螺栓松脱的影响较大。为了寻找有效的预防和处理措施来解决螺栓松脱问题，人们结合机械设备松脱的实际情况，从磨损机理角度分析，分析螺栓松动原因，提出螺栓松动的有效控制措施。使用施必牢紧固件，发挥其结构优势，能够解决紧固件松脱问题。因为螺纹牙底位置有个30°的楔形斜面，拧紧螺栓螺母时，其牙尖能够顶在楔形斜面上，产生较大的锁紧力[3]。因为牙形角度的改变，施加在螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴成60°角。从应用实际情况来说，其发挥着积极的作用。目前，施必牢防松技术来预防机械设备松脱，能够获得不错的效果。
3.5 在线监测技术
螺栓连接被广泛应用，受到振动和载荷的冲击作用，极易产生疲劳损伤以及松动现象。若发生失效问题，会引发重大的损失。基于此，做好螺栓在线监测工作，有着积极的作用。在不同的荷载和振动作用下，螺栓的机理特点不同，因此能够实现在线监测。目前，螺栓荷载在线监测仪器已经应用到机械设备中。通过构建分布式荷载采集系统，实现对不同法兰面螺栓受力实际情况的监测，进而发现螺栓松脱问题，及时采取措施，避免发生重大事故[4]。
4 结语
本文利用螺栓防松技术，基于螺栓磨损机理，分析螺栓松动原因，提出相应的措施。机械设备螺栓防松可采用的方法较多，为了保证螺栓的健康，人们要做好监测工作，及时发现问题，采取防松措施，保证螺栓能够处于正常状态。
文章来源于：易紧通
螺栓,螺丝,螺钉,螺母,三组合螺丝