理论教育 螺纹连接防松装置实用方法

螺纹连接防松装置实用方法

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:螺纹连接靠自锁保持不会松脱,但是在振动强烈的场合螺纹容易松脱,可能引起严重的事故。采用这种螺母时,在圆锥体的径向切槽,是为了增加圆锥体的柔性,以增加锁紧螺母和主螺母之间的附加力。图2-27:调整圆锥滚子轴承轴向间隙的用锁紧螺母防松。图2-28:用专用锁紧螺母防松。这种结构建立各个方向的紧固力,防止螺母松动。开口销防松 开口销销住螺母的防松方法可靠,非常广泛地在最重要的部件中使用。

螺纹连接防松装置实用方法

螺纹连接靠自锁保持不会松脱,但是在振动强烈的场合螺纹容易松脱,可能引起严重的事故。重要的振动较大的场合应采用可靠的防松措施。

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图2-24

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图2-25

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图2-26

(1)双螺母防松

图2-24:一般双螺母防松。a)结构不合理,b)结构合理,因为主要由上面的螺母受力,所以上面的螺母应使用厚螺母,而下面的螺母使用薄螺母;c)当空间有限扳手进入困难时,一般使用两个厚螺母,结构简单,不需要特殊螺母,可用于无激烈振动的机器,但增加了外形尺寸和重量。

图2-25:弹性对顶螺母防松(起到双螺母同样的作用)。a)弹性螺母,拧入后产生弹性张力,增加轴向附加摩擦力,进行防松,可减轻重量;b)空心弹性螺母,作用与a)相同,但结构复杂,螺母由淬火钢制造,它有一个螺纹圈,沿螺旋线的内瓣形成卷边。优点是重量轻和有弹性,保证螺母和螺栓可靠地连接。

图2-26圆锥锁紧螺母。采用这种螺母时,在圆锥体的径向切槽,是为了增加圆锥体的柔性,以增加锁紧螺母和主螺母之间的附加力。但螺母在最后紧固阶段楔入到螺纹内,圆锥过分的柔性,会使螺母难于拉紧。缺点是圆锥配合表面的加工复杂,并且会在支承表面产生高的挤压应力。

图2-27:调整圆锥滚子轴承轴向间隙的用锁紧螺母防松。在圆锥滚子轴承的部件中,一般都采用两个圆螺母,圆螺母都是细牙螺纹,一个螺母调整轴向间隙,另一螺母进行锁紧防松。

图2-28:用专用锁紧螺母防松。a)拧入螺纹孔中的螺塞防松,将螺母拧入螺栓后,再在螺孔中拧入一螺塞,防止螺母松动;b)拧在螺栓尾部的锁紧螺母防松,在螺栓的尾部作出一螺纹,比螺栓的螺纹外径小,尾部的螺纹为左螺纹,而螺栓的螺纹为右螺纹。

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图2-27

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图2-28

(2)弹簧垫圈防松

图2-29:切口弹簧垫圈(标准件)防松。a)倾斜切口对于右螺纹做成向左倾斜,对于左螺纹做成向右倾斜安装在钢垫圈上(与图示相反);b)因为垫圈的齿会损坏被连接件表面,在这种情况下,加一没有止动效果的钢衬垫;c)采用弹簧垫圈的被紧固件的硬度范围为150~300HBW;d)提高刚性的开槽弹性垫圈,是增加其宽度和高度,以增加环的弹力,并且螺母上作出一段圆柱插入垫圈的内孔。切口弹簧垫圈的缺点是不能提高其弹性变形,并且于施加紧固力偏心,引起螺母传递到棘齿部分的紧固力比其余圆周部分要大。

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图2-29

图2-30:施加紧固力偏心缺点的几种弹性垫圈形式。将垫圈压扁,保证螺母的刚性支承和较大紧固螺母的力。a)球面弹性垫圈;b)圆锥形弹性垫圈;c)矩形和沿圆柱凸起的弹性垫圈;d)扭转平面的弹性垫圈。

图2-31:盘形弹簧垫圈防松。a)盘形弹簧垫圈在消除间隙之后,达到刚性支承;b)具有径向槽的圆锥盘形弹簧垫圈,可以增加垫圈的弹性;c)作出切口的盘形弹簧垫圈,螺母下面也做成圆锥与圆锥切口的盘形弹簧垫圈相配;d)上下安装盘形垫圈能增加一倍弹性,防松更可靠。

图2-32:异形弹性垫圈防松。a)在必须增加弹性时,采用异形弹性垫圈防松;b)、c)、d),采用悬吊螺母,这种螺母具有沿螺纹圈均匀地分布载荷的性质;e)反圆锥弹性垫圈防松采用悬吊螺母,这种螺母具有沿螺纹圈均匀地分布载荷的性质。

图2-33:带半刚性套筒螺母的安装。在某些情况下,螺母夹紧到弹性元件的支承上,这时,弹性元件承担全部紧固力,并且有足够的刚度和强度,图中从a)至d)逐步增加柔韧性。

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图2-30

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图2-31

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图2-32

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图2-33

(3)弹簧防松

图2-34:在部件中要求更大的柔韧性(压缩性、可挠性)时采用以下结构:a)圆锥碟形弹簧组;b)、c)、d)圆柱螺旋弹簧;e)圆锥螺旋弹簧;f)波纹管式弹簧防松。

图2-35:采用圆锥环状弹簧防松。a)用一个环,b)两个环,c)、d)用更多环。

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图2-34

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图2-35

图2-36:成组安装螺栓时的防松。成组安装螺栓时(例如在圆柱法兰上成组安装螺栓),可以对所有螺栓都用弹性零件防松。a)在被紧固的法兰间用圆柱压缩螺旋弹簧防松;b)用弹簧衬垫防松;c)和d)用不同形状的弹性垫圈防松。

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图2-36

(4)自锁螺母防松

图2-37:轴向开槽自锁螺母防松。a)锥体上开槽,增大螺纹间的摩擦力,实现防松,比用双螺母简单,重量轻;b)与a)相似;c)螺母上端开槽的开槽螺母防松,紧固时面上出现弯曲变形,螺母上部产生附加摩擦力,防止松动。

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图2-37

图2-38:径向开槽自锁螺母防松。这种结构建立各个方向的紧固力,防止螺母松动。有环形支承表面,或在螺母上部开有若干径向槽,当施加到支承面上紧固力时,引起螺母上部向中心移动,伴随从各个方向挤压螺纹。从而沿螺纹均匀分布载荷。a)具有环形槽和径向槽的自锁螺母;b)具有径向槽的自锁螺母;c)在支承端具有环形槽和径向槽的自锁螺母;d)在两端具有径向槽的自锁螺母;e)具有圆锥支承表面的自锁螺母;f)具有圆锥侧缘、在上端具有径向切槽的自锁螺母。

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图2-38

图2-39:垂直于螺母轴线切槽的自锁螺母。a)弹性凸缘自锁螺母(在凸缘内切槽,使之有弹性,拧入螺母产生张力实现防松);b)弹性凸缘自锁螺母拧在螺栓上的情况;c)在螺母上部切槽,在螺母切口部分受挤压或后退,这时,在螺纹中建立轴向拉力,这种自锁螺母,可以做成一槽、二槽或三槽;d)切槽自锁螺母拧在螺栓上的情况。

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图2-39

图2-40:在螺纹两边具有匀称拉力的自锁螺母。这是一种非常合理的结构,因为它能建立匀称的拉紧力。a)在螺母的支承端作出纵向槽,螺母靠两个平台(在剖面AA上用粗线表示)作为支承面,在上部开通与纵向槽平行的直槽,将螺母上部切成两半,下面还是相连,施加在平台上的夹紧力,引起上部两半螺母倾斜,夹紧力匀称地挤压螺母上部的螺纹;b)与a)类似,只是槽都开在下面。

(5)开口销防松 开口销销住螺母的防松方法可靠,非常广泛地在最重要的部件中使用。

图2-41:用开口销防松的结构。a)是比较陈旧的方法,其加工较复杂,行程受限制,且工作中容易松弛;b)、c)的结构,在螺母的上部作出深度为h的槽(通常为六槽—按照螺母的边数),槽宽按开口销的最大直径d制造,这样增加了螺母的行程范围,装配也比较方便;b)的结构,开口销端部的一边弯在螺栓的端面,另外一边弯在螺母的侧面上;c)的结构,开口销端部的两半边,都弯在螺母的侧平面上;d)为空心螺栓防松,开口销在空心螺栓孔中上下分开,贴紧在孔壁上,上部弯到螺栓的端面上。

图2-42:扩大开口销防松的销住范围的结构(在螺母上做出不同角度的孔)。a)是在螺栓上只作一孔;b)是在螺栓上作出两个互相垂直的孔。a)可以允许每通过60°插入开口销,b)可以允许每通过30°插入开口销,因此,b)开口销防松的销住范围比a)大。

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图2-40

图2-43:扩大开口销轴向的销住范围。a)在螺栓的端部做出槽,在螺母上做出孔的,销住范围小,安装也不方便;b)在螺母上做出槽,扩大轴向的销住范围;c)在螺栓做出两个互相垂直的孔,扩大轴向的销住范围。

图2-44:用由淬火钢制造的弹性开口销防松。一般开口销是用软钢制造,在使用一次之后就要换成新的。而由淬火钢制造的弹性开口销可以长期使用。弹性开口销的端部有齿,在安装该种弹性开口销后,能使开口销可靠地定位。a)、b)是两种形式的弹性开口销。

图2-45:用弹性开口销止槽形螺母防松。在螺栓的尾部做出一较小直径的光滑段,弹性开口销通过螺母槽和螺栓孔防松。

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图2-41

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图2-42

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图2-43

图2-46:用开口销防止圆螺母松动。a)开口销可以从圆螺母的槽进入,穿过轴,一直到圆螺母另一边的槽内,再将开口销分开,这样开口销很长;b)和c)也可从空心轴的孔中插入开口销,此时孔的直径必须大于开口销的长度,且装配不方便。

(6)止动垫圈防松

图2-47:单耳止动垫圈防松。a)将单耳弯向被紧固零件、圆面弯向螺母的平面,以阻止螺母转动;b)将单耳卡在被紧固件的一个侧面、圆面弯向螺母的平面,以阻止螺母转动。(www.daowen.com)

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图2-44

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图2-45

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图2-46

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图2-47

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图2-48

图2-48:用带弯凸耳的止动垫圈防松。垫圈由软钢板制造并带凸耳。a)和b)是经常采用的两种带弯凸耳的止动垫圈形状,垫圈安装在螺母的下面,一个凸耳在被紧固零件上定位,另一个凸耳弯在螺母平面上,获得螺母和被紧固零件的刚性联系,防止螺母松弛;c)如果不能用被紧固件的平面定位,则在被紧固件上作出定位孔,将止动垫圈的凸耳插入定位孔中定位;d)用销定位。

图2-49:具有切开凸耳的止动垫圈防松。切开凸耳的一半弯到被紧固零件上,另一半弯到螺母的侧面上实现防松。

图2-50:在圆柱法兰上安装止动垫圈。a)不正确,尽管凸耳被折弯到圆柱法兰的凸台上,但法兰的中心和垫圈的旋转轴线不同心,垫圈的定位不确定,可能以某个角度绕本身的轴线转动;b)是正确的安装,或者将凸耳设置在法兰槽内,或者垫圈支承在零件的垂直壁上(为了减少机械加工)。

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图2-49

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图2-50

图2-51:凸耳具有三角切口的止动垫圈防松。凸耳具有三角切口的止动垫圈不仅可以将凸耳弯到六角螺母的侧面,而且还可以将凸耳弯到六角螺母的角上,拧紧螺栓的螺母时,必须使螺栓头部和螺母同时止动。a)将凸耳弯到六角螺母的侧面;b)将凸耳弯到六角螺母的角上,螺母不必通过60°来止动,而是通过30°就可以止动;c)不正确,只是螺母止动,螺栓还可能松弛;d)正确,螺栓头部和螺母同时止动,保证可靠和刚性地防松。

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图2-51

图2-52:在螺栓槽中定位的凸耳止动垫圈防松。垫圈有两个内凸耳进入到螺栓的纵向槽内,外凸耳弯到螺母的侧面。这种结构的缺点是槽削弱了螺栓。

图2-53:弯耳弓形夹垫圈防松。在紧固圆形法兰时,对称的卡板,进入螺栓头和螺母的下面,卡板本身弯到螺栓头上定位不转动,螺母用弯耳止动防松。a)的结构不好,弓形夹可能转动。b)的结构正确,卡板利用法兰上的槽定位,比较可靠。

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图2-52

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图2-53

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图2-54

图2-54:大垫圈防松。a)大垫圈上冲出缺口,缺口处的铁片仍留在垫圈上,装配时,将铁片放入被连接件的小孔内,拧上螺母后,将大垫圈折弯到螺母的另一边的平面上,防止螺母松动;b)装上垫圈后,在大垫圈和被连接件配作一销孔,然后,打入销,再将大垫圈折弯到螺母另一边的平面上,防止螺母松动。

图2-55:应保证带凸耳的垫圈绝对不会转动。a)和b)的结构是不正确的,在安装垫圈时,定位凸耳折回到箱体半圆的凸台上,当螺母松弛时,凸耳无阻碍地绕凸台旋转(在箭头所指方向)。c)是较正确的安装,凸台抵住箱体的直线部分,垫圈不可能和螺母一起转动。但是,这种安装方法,也不太好,当拉紧螺母时,垫圈还可能旋转。d)是最正确的结构凸耳设置在凸台体上的倾斜槽内,垫圈定位后,在任何方向都不会转动。

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图2-55 带凸耳的垫圈

图2-56:在轴上垫圈定位防松的方法。这是最为广泛使用的防松方法,它借助于折弯凸耳垫圈(也称为舌簧垫圈)防松。垫圈由软钢板制造,厚度为0.52mm,在使用一次后,要更换为新的垫圈。a)垫圈凸耳进入箱体槽内;b)凸耳进入螺母槽内,比a)好,因为凸耳折弯(在螺母下),进入较深,防松比较可靠;c)凸耳进入深槽内,如果轴壁的厚度允许,槽可以做得较深,定位凸耳就可以直接插入槽内,不必折弯,可以提高定位的可靠性;d)凸耳进入被连接零件的切槽内,工艺性好,安全可靠。

(7)垫板和挡板防松

图2-57:用垫板防止两个螺母松动。a)将垫板折弯到各个螺母的一边,卡住两个螺母,防止其松动;b)用凸耳垫板防止成对螺母松动,将凸耳折到成对螺母的侧面,阻止螺母旋转,防止螺母松动。

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图2-56

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图2-57

图2-58:用止动板防松。止动板防松是在止动板上作出与六角螺母形状相应的切口,卡在螺母上,再将止动板固定在被连接件上(通常用两个螺钉,防止止动板转动)可以同时防止两个螺母松动。a)用止动板顶住一个面;b)用止动板卡住两个面;c)用止动板卡住三个面;d)可在多个位置卡住六角螺母。

图2-59:挡板防松。a)U形挡板卡在螺母的两个侧面上,螺栓的方榫插入U形挡板中间的方孔内,然后用开口销固定U形挡板;b)U形挡板卡在螺母的两个槽内用两个螺钉固定U形挡板并用金属丝拉紧,防止松动。

图2-60:嵌入弹簧和垫板的螺母防松。这种方法安装比较方便(虽然结构比较复杂),垫板上有与六角螺母相适应的切口,并具有在被连接件上定位的凸尖,借助于三个凸耳将垫板严密地紧固在被连接件上,用轴向定位弹簧作轴向定位。

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图2-58

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图2-60

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图2-61

(8)金属丝防松 金属丝穿过螺母上的孔和邻近螺母上的孔或通过装在被连接件上的专门零件(螺钉、销等)上的孔。用鱼口钳扭转金属丝的端部,将其扭紧后,防止螺母松弛。

图2-61:在螺母和螺栓上钻孔的金属丝防松方法。a)是在螺母上钻3个孔(通常钻3个孔);b)是在螺母上钻6个孔(很少钻6个孔),斜孔加工较困难,需用专用夹具,但装配方便,不必在螺栓上钻孔;c)是在螺母上开槽,在螺栓上钻孔,加工和装配都比较方便;d)是在螺栓头上捆扎,通常钻孔垂直于六角边,加工比较方便。

图2-62:用金属丝成对捆扎螺钉、螺母。用金属丝成对捆扎紧固件的方法防松,应用比较广泛,穿过两相邻螺钉头部的孔捆扎防松。a)用金属丝穿过两相邻螺钉头部的孔捆扎防松;b)金属丝穿过两相邻冠形螺母的槽捆扎防松;c)用于金属丝捆扎一组螺钉防松;d)是不允许和不正确的捆扎,因为在拧紧金属丝的端部时,会使螺母之一松开。

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图2-62

图2-63:用金属丝成对捆扎连接件。a)在扭转金属丝的端部拉紧时,应在拉紧螺母一边建立力矩,用于右螺纹的螺母金属丝应该向左倾斜;b)右斜是不允许的,因为在扭转金属丝的端部时,力矩趋于松开螺母,不能保证防松。

(9)其他防松方法

图2-64:利用螺钉顶紧螺母,防止螺母松动。a)在螺母的凸缘钻出一缺口,螺钉通过该缺口,拧入螺纹孔内,防止螺母转动;b)在被连接件上做出一凸边,在凸边上加工螺纹孔,用螺钉顶住螺母的一边,使螺母不能转动;c)螺母的带槽部分拧入到被连接件的沉孔内,并在被连接件上加工出螺纹孔,用螺钉顶住螺母的槽部,防止螺母转动;d)在螺母的带槽部分,安装垫圈,用销将垫圈固定在被连接件上,再用螺钉顶住螺母,防止转动。比较四种方式:a)须配作,否则难以保证拧紧螺母时,凸缘的缺口对正螺纹孔;b)靠一点的摩擦力防止螺母转动,可靠性较差;c)、d)较好,在垫圈上加工销孔和螺纹孔比较方便,装配也方便。

图2-65:利用紧定螺钉,防止螺纹连接松动。a)直接紧定在螺纹上,会压碎和破坏螺纹;b)和c)通过由软金属(青铜塑料等)压紧较好。

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图2-64

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图2-65

图2-66:在螺母上切槽,拉紧或顶紧螺纹,防止松动。a)、b)在螺母上切槽,用螺钉拉紧或顶开螺母上的槽,使螺纹缩紧或张紧;c)与螺母的高度有关,螺母太薄时,无法安装拉紧螺钉,所以只在螺母有足够大的高度时才能使用。

切槽方法的缺点:颇大地削弱了螺母。

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图2-66

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