|
螺母的結(jié)構(gòu)特點全金屬自鎖螺母的鎖緊結(jié)構(gòu)形式很多，常見的有壓扁收口型自鎖螺母和開槽收口型自鎖螺母兩大類。壓扁收口型自鎖螺母是在螺母特定的鎖緊部位進行收壓變形，使鎖緊部位的螺紋孔由圓形變?yōu)榉菆A形，具體的變形形狀和變形量在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中未明確給出，一般是由制造廠自行確定，只要最終能滿足螺母的鎖緊性能即可，見圖3-32。開槽收口型自鎖螺母是在螺母的上端進行開槽并收壓變形，使螺紋孔收壓為直徑稍小的近似圓形，見圖3-33。 花鍵扳擰結(jié)構(gòu)與十二角扳擰結(jié)構(gòu)類似，也可以承受很大的扳擰力矩，常用于1250MPa及以上等級的超高強度的螺母，見圖3-13。 根據(jù)安裝環(huán)境的需要，也可以選用其他形式的扳擰結(jié)構(gòu)，如多邊形扳擰結(jié)構(gòu)（三角、五角、八角）、內(nèi)外六方扳擰結(jié)構(gòu)、滾花結(jié)構(gòu)、側(cè)面開槽或帶孔結(jié)構(gòu)、端面開槽或帶孔結(jié)構(gòu)、翼形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等，見圖3-14至圖3-20。 螺母可分為普通螺母和鎖緊螺母，鎖緊螺母是在普通螺母基礎(chǔ)之上增加了鎖緊結(jié)構(gòu)，以達到產(chǎn)品的防松性能。螺母的鎖緊結(jié)構(gòu)種類很多，按其工作原理可分為機械固定的鎖緊結(jié)構(gòu)和增大摩擦力的鎖緊結(jié)構(gòu)，其中增大摩擦力的鎖緊結(jié)構(gòu)根據(jù)其鎖緊原理，又可分為有效力矩型鎖緊結(jié)構(gòu)和自由旋轉(zhuǎn)型鎖緊結(jié)構(gòu)。 該鎖緊結(jié)構(gòu)是通過輔助的止動零件來限定螺母與外螺紋產(chǎn)品之間的相對轉(zhuǎn)動，進而達到防松的效果，此時，要求與螺母相配的外螺紋產(chǎn)品同時也應(yīng)具有止動結(jié)構(gòu)。該鎖緊結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，安裝比較繁瑣，止動零件一般也不能重復(fù)使用，但它的防松可靠性高。 通常情況下，將具有有效力矩鎖緊結(jié)構(gòu)的螺母稱為自鎖螺母，此處所提的有效力矩即為自鎖螺母的鎖緊力矩，是指螺紋連接副在不受軸向載荷的條件下，自由旋人螺母時所測得的扭轉(zhuǎn)力矩。該力矩是通過增加螺母與外螺紋產(chǎn)品螺紋之間的摩擦力而產(chǎn)生的，在沒有擰緊力的情況下，即可達到良好的防松效果。 托板結(jié)構(gòu)與扳擰結(jié)構(gòu)的作用一樣，是確保螺紋連接副順利裝配的必要結(jié)構(gòu)。兩者不同之處在于，托板結(jié)構(gòu)一般是預(yù)先將螺母通過鉚接的方式固定在被連接件上，可以實現(xiàn)單面裝配，適用于狹窄部位或封閉結(jié)構(gòu)。 （1）固定托板螺母的螺母體與托板連為一個整體，根據(jù)托板支耳的形狀來分，其可分為雙耳托板螺母、單耳托板螺母和角形托板螺母，見圖3-12至圖3-23。由于雙耳托板螺母的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，連接受力均衡，應(yīng)優(yōu)先選用。當(dāng)空間受限無法使用雙耳托板螺母時，才考慮選用單耳托板螺母或角形托板螺母。 六角開槽螺母或六角皇冠螺母是最常用的機械固定式的鎖緊螺母，其鎖緊結(jié)構(gòu)是螺母圓周方向制有6個均勻分布的止動槽，而配用的螺栓在螺紋端也相應(yīng)地制有開口銷孔；當(dāng)螺母擰緊后其上制有的止動槽要對準(zhǔn)螺栓上的開口銷孔，此時，穿入開口銷將螺紋副進行固定。該種鎖緊結(jié)構(gòu)的可靠性很高，主要用于重要連接的防松，見圖3-27和圖3-28。 �。�5）承拉型自鎖螺母的最大螺紋旋合長度（含倒角）按表3-4執(zhí)行（根據(jù)ISO/TC20/SC4第923號決議）。 （6）非金屬嵌件自鎖螺母的最小螺紋旋合長度（含倒角）為0.65D，其中薄六角螺母的最小螺紋旋合長度為0.45D（根據(jù)ISO/TC20/SC4第806號決議）。 為了實現(xiàn)螺紋連接副的裝配，扳擰結(jié)構(gòu)是保證螺紋連接副順利裝配的必要結(jié)構(gòu)，螺母常用的扳擰結(jié)構(gòu)主要有六角、十二角（或雙六角）、花鍵、方形等。 （2）非金屬嵌件自鎖螺工作原理：將非金屬嵌件嵌入螺母體，并通過一定方式將嵌件進行固定，當(dāng)其與螺栓旋合時，受到螺栓螺紋的擠壓而變形，此時，螺栓的螺紋也會被嵌件緊緊包裹，形成阻止螺紋旋轉(zhuǎn)的摩擦力矩，從而達到自鎖防松的功能。非金屬嵌件自鎖螺母的結(jié)構(gòu)形式也很多，常用的主要是尼龍嵌件自鎖螺母，該種螺母的結(jié)構(gòu)是在螺母的上端嵌入一個內(nèi)徑比螺紋中徑稍小的尼龍圈，并對螺母口部進行收壓，將尼龍圈進行包裹固定，見圖3-34。尼龍嵌件自鎖螺母的有效力矩來自于尼龍圈，其鎖緊性能主要取決于尼龍圈的材料和尺寸。由于尼龍材料具有良好的韌性、彈性和耐磨性，能有效地吸收外來沖擊振動，并有良好的復(fù)原性和重復(fù)使用性，因此，這種螺母的鎖緊性能優(yōu)于全金屬自鎖螺母，有很高的螺紋防松性能由于其鎖緊性能與螺母體的材料無關(guān)，因此，被廣泛用于強度等級較低的自鎖螺母。受尼龍材料等的限制，工作溫度不應(yīng)超過100℃。 具有該結(jié)構(gòu)的螺母稱為密封螺母，是通過附加密封零件來實現(xiàn)密封性能的，其主要用于燃料箱、油箱、液壓系統(tǒng)以及需要氣密、水密或油密結(jié)構(gòu)的連接，見圖3-40。常用的密封材料有丁橡膠、氟硅橡膠、硅橡膠、尼龍、聚四氟乙烯等，可根據(jù)不同的密封環(huán)境進行選用。橡膠類的密封圈一般采用硫化的方式加工，尼龍類密封圈一般采用注塑的方式加工，聚四氟乙烯類密封圈一般采用機加的方式加工。 該結(jié)構(gòu)螺母具有很高的承載能力，主要用于承受抗拉載荷的連接副。該結(jié)構(gòu)螺母的破壞載荷高于螺栓的破壞載荷，確保螺紋連接副的失效形式為螺栓斷裂，使這種破壞形式可以提前呈現(xiàn)，避免在使用過程中再發(fā)生破壞，而帶來更大的損失。 該結(jié)構(gòu)螺母承載能力非常有限，主要用于承受剪切載荷的連接副或非承力結(jié)構(gòu)的連接，如國家標(biāo)準(zhǔn)中性能等級為04和05級的薄螺母。 根據(jù)螺紋連接副的承載形式，可將螺母分為抗拉型螺母和抗剪型螺母，兩者最明顯的區(qū)別就是螺母的厚度尺寸，而螺母的厚度是以螺母的公稱自一徑為基準(zhǔn)進行劃分的。 對于普通M螺紋螺母，其厚度的分界點為0.5D和0.8D（D為螺母的公稱直徑），具體如下： 該結(jié)構(gòu)螺母承載能力極其有限，主要用于非承力結(jié)構(gòu)的連接，由于螺母厚度隨其直徑增加變化較小，其螺紋一般為細牙。 對于MJ螺紋螺母，其厚度與承載能力的關(guān)系等同于普通M螺紋螺母由于普通M螺紋螺母的設(shè)計比較注重經(jīng)濟性，可以通過提高螺母厚度的方法來提高螺母本身的承載能力。而對于航天用MJ螺紋螺母，減重是其必須要考慮的因素，因此，主要是.通過提高螺母材料的性能來提高螺母本身的承載能力，對于MJ螺紋螺母厚度要求主要有以下兒點： �。�2）彈性螺母主要是通過提高內(nèi)外螺紋接觸而之間的摩擦力來實現(xiàn)鎖緊的彈性螺母一般是單扣拱形結(jié)構(gòu)，當(dāng)其被擰緊后，拱形而被版平而產(chǎn)生軸向彈力，同時單扣螺紋向內(nèi)收緊，擠壓夾緊外螺紋，防止內(nèi)外螺紋之間的相對轉(zhuǎn)動，進而達到防松的效果，見圖3-36。由于該螺母只有一扣螺紋，連接強度及預(yù)緊力都很低，一般不用于重要的防松連接。 �。�3）楔形螺紋螺母也主要是通過提高內(nèi)外螺紋接觸面之間的摩擦力來實現(xiàn)鎖緊的。楔形螺紋的特點是僅在螺紋牙底單側(cè)有一個30°的楔狀斜面，見圖3-37，其余牙型與普通螺母的螺紋牙型相同，與其相配的外螺紋產(chǎn)品具有標(biāo)準(zhǔn)螺紋即可普通螺紋連接是在內(nèi)外螺紋中徑部分Hale Waihona Puke Baidu面接觸，而楔形螺紋連接則是外螺紋的牙頂與內(nèi)螺紋楔形斜面的線接觸。這種接觸形式能將載荷較均勻地分布在各個螺牙上，從而使連接更堅實，并減少應(yīng)力集中，提高抗疲勞性能，見圖3-38。 自「日旋轉(zhuǎn)NJ鎖緊螺母是在螺紋連接副中螺母被施加一定預(yù)緊力后，螺母才具有防松性能，在產(chǎn)生軸向力之前，螺母沒有任何鎖緊防松性能，螺母可以在螺栓上自山旋轉(zhuǎn)，故稱為自由旋轉(zhuǎn)型鎖緊螺母。 �。�1）齒面螺母主要是通過提高螺母與基體之間的摩擦力來實現(xiàn)鎖緊的齒面螺母的支承面上有單向斜齒，當(dāng)螺母被擰緊后，螺母支承而上的斜齒在預(yù)緊力作用下會嵌入被連接基體的表而，進而防止螺母松動（見圖3-35）。該螺母在裝配時不能使用墊圈，且齒面會對基體表而產(chǎn)生破壞作用。另外，選用該螺母時，與其相配的外螺紋產(chǎn)品應(yīng)采取相應(yīng)的止動或防松措施（如選用一端固定不動的螺柱或頭下帶齒的防松螺栓）；否則這種螺母不能有效地防止內(nèi)外螺紋之間的相對轉(zhuǎn)動。 該結(jié)構(gòu)螺母的支承面為球面形式，并配以球面墊圈組合使用，主要用于螺紋組合件與基體表面不垂直的場合，即斜面結(jié)構(gòu)。球面螺母也稱為自對中螺母或自校正螺母，大部分標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定其最大可調(diào)節(jié)的角度為7°，即最大可以安裝在角度為7°的斜面上，這有效地解決了螺母支承面與斜面基體表面貼合的問題，見圖3-39。 帶保險孔（又稱鎖絲孔）的螺母也是比較常用的機械固定式的鎖緊螺母，通過金屬絲將成組螺母進行串聯(lián)固定，或單件進行鉛封，從而達到防松的效果。該種鎖緊結(jié)構(gòu)一般用于重要的不允許隨意拆卸的連接，防松的可靠性非常高，見圖3-29和圖3-30。 側(cè)面開槽圓螺母和端面開槽圓螺母，它們的槽既可以用來扳擰螺母，也可以用來鎖緊。用來鎖緊時，需要配用的外螺紋產(chǎn)品應(yīng)帶有縱向槽結(jié)構(gòu)，并配用止動圈或止動片等。該類圓螺母的直徑大且高度低，裝配擰緊力較低，通常用該類方式實現(xiàn)止退防松，見圖3-3。 �。�2）六角薄螺母厚度按照表3-1執(zhí)行（根據(jù)ISO/TC20/SC4第735號決議）。 �。�3）六角開槽螺母的槽底以下的厚度為0.75D（根據(jù)ISO/TC20/SC4第336號決議）。 �。�4）六角開槽薄螺母槽底以下的厚度，取3倍螺距或0.41中的較大值（根據(jù)ISO/TC20/SC4第211號決議）。 常見的具有防護結(jié)構(gòu)的螺母是蓋形螺母，見圖3-41，其一端開口供螺栓的擰入，另一端是封閉結(jié)構(gòu)。該系列螺母雖然具有封閉結(jié)構(gòu)，但不具備密封功能。 �。�2）游動托板螺母的螺母體被保持在托板支架內(nèi)，并有一定的縱向和橫向游動量，用以補償孔距或安裝誤差，便于外螺紋的旋入。一般情況下，游動托板螺母的最小徑向游動量為0.5mm~0.75mm。根據(jù)支架的支耳形狀來分，游動托板螺母可分為雙耳游動托板螺母、單耳游動托板螺母和直角游動托板螺母，見圖3-24至圖3-260。 �。�1）全金屬自鎖螺母的工作原理為：對自鎖螺母的鎖緊結(jié)構(gòu)進行收壓變形，當(dāng)其鎖緊部位的螺紋與螺栓旋合時，受到螺栓螺紋的擠壓而恢復(fù)原狀，從而使螺母產(chǎn)生彈性變形和彈性變形力，由于彈性變形力對螺栓螺紋的干涉作用，產(chǎn)生阻止旋轉(zhuǎn)的摩擦力矩，即自鎖螺母的鎖緊力矩。由于全金屬自鎖螺母的鎖緊性能取決于螺母體材料的彈性，低強度螺母在擰入螺栓時容易使其非圓收口部位產(chǎn)生塑性變形，難以保證彈性鎖緊的性能要求，特別是多次循環(huán)的鎖緊性能（如5次循環(huán)、15次循環(huán)等），因此，全金屬自鎖螺母只適合于高強度螺母。 六角扳打結(jié)構(gòu)是最常見的形式，結(jié)構(gòu)簡單、扳擰方便，可以承受較大的扳擰力矩，還可以實現(xiàn)裝配工具的通用性，應(yīng)用非常廣泛，見圖3-10。 方螺母結(jié)構(gòu)簡單，扳手不易打滑，常作為游動托板螺母的螺母體，也可用于槽型結(jié)構(gòu)，見圖3-11。 十二角扳擰結(jié)構(gòu)也稱為雙六角扳擰結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)的單元擰轉(zhuǎn)角度小，適用于扳擰空間狹小的裝配環(huán)境。該結(jié)構(gòu)一般采用套筒扳手進行扳擰，能承受很大的扳擰力矩，多用于不小于1250MPa級的高強度的螺母，見圖3-12。分子機械磨損運動方案設(shè)計尺寸公差側(cè)面開槽圓螺母齒輪齒條滾珠絲杠副保護性氣氛編碼器座底板 |