不松动螺母的学习与探讨.pptx

螺母防松林林总总螺母防松林林总总昆山土山建设部件有限公司昆山土山建设部件有限公司学习与探讨学习与探讨螺纹连接与紧固种种螺纹连接与紧固种种2024/10/3 周四2螺丝螺母的螺丝螺母的防防松方法松方法n“防松防松”指指的是在螺纹连接正常紧固后，抵抗的是在螺纹连接正常紧固后，抵抗外界冲击外界冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温、振动或变载荷作用下，以及在高温或温度变化较大或温度变化较大时，时，联接性能变弱的能力，并联接性能变弱的能力，并非是人力松开时所显示扭矩大小的比较。非是人力松开时所显示扭矩大小的比较。n一般分：摩擦一般分：摩擦防松、机械防松和永久防松防松、机械防松和永久防松。n其中其中永久防松是不可拆卸防永久防松是不可拆卸防松（但并不等于不松（但并不等于不松动），松动），摩擦、机械防松是可拆卸防松摩擦、机械防松是可拆卸防松。n常见的机械防松方法有止动垫圈、开口销等等。常见的机械防松方法有止动垫圈、开口销等等。常见的摩擦防松一般是利用垫圈、自锁、双螺常见的摩擦防松一般是利用垫圈、自锁、双螺母等等。母等等。2024/10/3 周四32024/10/3 周四4圆锥面的自锁圆锥面的自锁n当相配合的两锥面的在受到一定外力的情当相配合的两锥面的在受到一定外力的情况下，金属表面产生的况下，金属表面产生的微小弹性变形微小弹性变形在两在两者间产生了摩擦力，使之可以传递或承受者间产生了摩擦力，使之可以传递或承受一定的扭矩。就是为什么两锥面配合时必一定的扭矩。就是为什么两锥面配合时必须要撞击、锥度必须小于须要撞击、锥度必须小于8度，配合面必须度，配合面必须大于大于75%的原因。的原因。n依靠圆锥面的的这种配合实现自锁。依靠圆锥面的的这种配合实现自锁。圆锥面的圆锥面的自锁与自锁与“摩擦角摩擦角”的概念的概念n是摩擦力通过锥度改变了力学方向，产生是摩擦力通过锥度改变了力学方向，产生一个与锥面垂直的力，从而实现自锁原理一个与锥面垂直的力，从而实现自锁原理.n摩擦角与自锁现象法向反力摩擦角与自锁现象法向反力N与摩擦力与摩擦力F的的合力合力R称为支持面对物体的全反力。称为支持面对物体的全反力。即摩即摩擦力擦力F达到最大值达到最大值Fmax时，这时的夹角时，这时的夹角a也达到最大值也达到最大值b，把，把b称为摩擦角。称为摩擦角。2024/10/3 周四5“摩擦角摩擦角”的概念的概念n物体物体与支持面与支持面之间之间存在存在粗糙粗糙，一旦，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为力作用，设最大静摩擦因数为，则，则最大静摩擦力最大静摩擦力为为 fMFN。如。如图，图，水平面对物体的作用力水平面对物体的作用力F（支持力（支持力与静摩擦力的矢量和）与竖直与静摩擦力的矢量和）与竖直方向方向n的的夹角夹角，满足满足 。称为摩称为摩擦角擦角，无论，无论支持力支持力FN如何变，如何变，保持保持不变，其大小仅由摩擦因数决定。不变，其大小仅由摩擦因数决定。2024/10/3 周四6发生自锁条件发生自锁条件n设用斜向下的推力设用斜向下的推力F作用于物体，方向与竖作用于物体，方向与竖直方向成直方向成时时，如果如果满满 ，无论用多大的力也推不动物体。此时重无论用多大的力也推不动物体。此时重力力mg的影响已无关紧要的影响已无关紧要，有有 ，即即 ，这是物体发生自锁的条件。这是物体发生自锁的条件。如果这一条件不满足，即如果这一条件不满足，即，则物体所，则物体所受动力大于阻力，物体就会运动。受动力大于阻力，物体就会运动。2024/10/3 周四7达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制角度达到通过控制角度达到“自锁自锁”n分析知道通过控制角度使推力在摩擦力方分析知道通过控制角度使推力在摩擦力方向上的分力总是小于最大静摩擦力，即总向上的分力总是小于最大静摩擦力，即总反力的方向始终在摩擦角内就能达到自锁反力的方向始终在摩擦角内就能达到自锁的目的。的目的。2024/10/3 周四8达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制摩擦因数达到通过控制摩擦因数达到“自锁自锁”n摩擦因数是物体粗糙程度的反映，在其他摩擦因数是物体粗糙程度的反映，在其他条件相同的情况下，条件相同的情况下，(最大静摩擦因数最大静摩擦因数)越越大物体受的最大静摩擦力就越大，物体越大物体受的最大静摩擦力就越大，物体越不容易被拉动。如果不容易被拉动。如果达到一定程度，使其达到一定程度，使其他力在摩擦力方向上的合力总是小于最大他力在摩擦力方向上的合力总是小于最大静摩擦力时，物体就达到了自锁。静摩擦力时，物体就达到了自锁。2024/10/3 周四9达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制弹力达到通过控制弹力达到“自锁自锁”n如如后后图所图所示，由两根短杆组成的一个自锁示，由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩，将它放入被吊桶的罐口内，定起重吊钩，将它放入被吊桶的罐口内，其张开一定的夹角压紧在罐壁上，当钢绳其张开一定的夹角压紧在罐壁上，当钢绳匀速向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，匀速向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，若罐和短杆的承受力足够大，就能将重物若罐和短杆的承受力足够大，就能将重物提升起来。罐越重，短杆提供的压力越大，提升起来。罐越重，短杆提供的压力越大，称为称为“自锁定机构自锁定机构”。2024/10/3 周四10达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制弹力达到通过控制弹力达到“自锁自锁”n这是一个借助巧妙的机械装置达到自锁的这是一个借助巧妙的机械装置达到自锁的模型。它的原理是当自锁机构的两边与罐模型。它的原理是当自锁机构的两边与罐接触后，产生弹力和摩擦力托起罐，且罐接触后，产生弹力和摩擦力托起罐，且罐越重，杆提供的压力越大。这种机械装置越重，杆提供的压力越大。这种机械装置自锁的应用在日常生活中是比较普遍的。自锁的应用在日常生活中是比较普遍的。2024/10/3 周四11自锁的表现自锁的表现n生活中大量使用螺丝，我们用它们来紧固物体，用到了生活中大量使用螺丝，我们用它们来紧固物体，用到了其实就是摩擦自锁。其实就是摩擦自锁。螺丝上的螺纹可展开成斜面，则其螺丝上的螺纹可展开成斜面，则其与上述的劈便无本质的区别了与上述的劈便无本质的区别了。n螺旋千斤顶工作时螺旋可以看成是一个绕在圆柱体上的螺旋千斤顶工作时螺旋可以看成是一个绕在圆柱体上的斜面。将其展开，这个斜面的倾角斜面。将其展开，这个斜面的倾角就是螺纹升角就是螺纹升角。丝。丝杆相当位于斜面上的物体。千斤顶支撑的重物是加载于杆相当位于斜面上的物体。千斤顶支撑的重物是加载于丝杆上的轴向载重。丝杆上的轴向载重。2024/10/3 周四12爬电线杆爬电线杆提物提物尖劈尖劈堆沙堆堆沙堆千斤顶千斤顶日本永不松动日本永不松动螺母螺母HARD-LOCK2024/10/3 周四13日本永不松动螺母基本结构原理图日本永不松动螺母基本结构原理图2024/10/3 周四14受力分析受力分析n在偏心的作用下，产生径向平面内的附加在偏心的作用下，产生径向平面内的附加力矩力矩2024/10/3 周四15关键之处关键之处楔子到偏心的楔子到偏心的思路引入思路引入2024/10/3 周四16思路的引入思路的引入2024/10/3 周四17楔子的作用力方向楔子的作用力方向2024/10/3 周四18日本偏心螺母设计原理日本偏心螺母设计原理n设计设计原理的思维背景：以刚克刚原理的思维背景：以刚克刚n螺母松脱是由于松退力克服螺纹之间摩擦力，螺母松脱是由于松退力克服螺纹之间摩擦力，那么增大摩擦力就成了防止螺纹松脱的首选那么增大摩擦力就成了防止螺纹松脱的首选方法方法。n不仅不仅偏心螺母，弹性垫圈、对顶螺母偏心螺母，弹性垫圈、对顶螺母(双螺母双螺母)、尼龙锁紧螺母也都是采取的这种方法。它、尼龙锁紧螺母也都是采取的这种方法。它的思维背景就是以刚克刚，以增加摩擦力来的思维背景就是以刚克刚，以增加摩擦力来对抗松退力。然而我们知道摩擦力的增加是对抗松退力。然而我们知道摩擦力的增加是有限度的，因而摩擦防松不可避免存在局限有限度的，因而摩擦防松不可避免存在局限性。性。2024/10/3 周四19唐氏螺纹紧固件的防松原理唐氏螺纹紧固件的防松原理n设计设计原理的思维背景：以柔克刚原理的思维背景：以柔克刚n唐氏唐氏螺栓兼容两种螺栓兼容两种不同旋不同旋向的螺母，让摩向的螺母，让摩擦力和拧紧力相互擦力和拧紧力相互转化、达到转化、达到制约的制约的目的。目的。n把把右旋螺母的退松力直接转变成左旋螺母右旋螺母的退松力直接转变成左旋螺母的拧紧力，将两个相对的力转化为相助相的拧紧力，将两个相对的力转化为相助相融，发明了真正不会松动的螺纹结构。深融，发明了真正不会松动的螺纹结构。深晰其背后的原理正是运用了道家所主张的晰其背后的原理正是运用了道家所主张的顺其自然、万物相生相克的思维理念。顺其自然、万物相生相克的思维理念。2024/10/3 周四20唐氏螺纹紧固件的防松唐氏螺纹紧固件的防松原理原理n图图为唐氏螺纹紧固件防松方法示意图。为唐氏螺纹紧固件防松方法示意图。在联接时，使用两只不同旋向的螺母：在联接时，使用两只不同旋向的螺母：工作支承面上的螺母称为紧固螺母，工作支承面上的螺母称为紧固螺母，非支承面上的螺母称为锁紧螺母。使非支承面上的螺母称为锁紧螺母。使用时先将紧固螺母预紧，然后再将锁用时先将紧固螺母预紧，然后再将锁紧螺母预紧。紧螺母预紧。2024/10/3 周四21n 在在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的的 趋势趋势，但是，由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母，但是，由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向，锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了紧固螺母的拧紧方向，锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了紧固螺母的松退，导致紧固螺母无法松动。的松退，导致紧固螺母无法松动。唐氏螺纹紧固件的防松原理唐氏螺纹紧固件的防松原理n从螺纹角度来看，偏心螺母仍属传统螺纹，这是一种从螺纹角度来看，偏心螺母仍属传统螺纹，这是一种“单单旋向、连续、等截面旋向、连续、等截面”螺纹，而唐氏螺纹是一种螺纹，而唐氏螺纹是一种“双旋向、双旋向、非连续、变截面非连续、变截面”的螺纹，完全突破了传统螺纹的概念，的螺纹，完全突破了传统螺纹的概念，是螺纹领域的最重大突破。是螺纹领域的最重大突破。n从螺纹防松角度来看，偏心螺母依靠增大摩擦力防松，依从螺纹防松角度来看，偏心螺母依靠增大摩擦力防松，依然属于传统防松方式。在冲击振动的条件下，螺母仍会克然属于传统防松方式。在冲击振动的条件下，螺母仍会克服摩擦力而松脱。而唐氏螺纹紧固件是纯结构防松，利用服摩擦力而松脱。而唐氏螺纹紧固件是纯结构防松，利用左旋和右旋螺纹自身的矛盾来防松，突破了传统螺纹的防左旋和右旋螺纹自身的矛盾来防松，突破了传统螺纹的防松概念，是螺纹防松领域的最重大突破。松概念，是螺纹防松领域的最重大突破。n唐氏螺纹虽然减小了螺纹的受力面积，但却保持了螺纹的唐氏螺纹虽然减小了螺纹的受力面积，但却保持了螺纹的强度，创造了真正强度，创造了真正“不会松动的螺栓不会松动的螺栓”的神话。的神话。2024/10/3 周四22德国垫片组德国垫片组防防松动原理松动原理n上个世纪二十年代，德国工程师首创了楔上个世纪二十年代，德国工程师首创了楔入式锁紧概念，利用夹紧力而非摩擦力来入式锁紧概念，利用夹紧力而非摩擦力来防止螺栓松动防止螺栓松动。nHEICOLOCK楔入式锁紧系统，外表面楔入式锁紧系统，外表面为放射状锯齿，内表面呈楔形，安装时成为放射状锯齿，内表面呈楔形，安装时成对使用，楔形面相对对使用，楔形面相对。n外表面为放射状外表面为放射状锯齿以增加摩擦力。锯齿以增加摩擦力。n内表面呈内表面呈楔形其锁紧作用。楔形其锁紧作用。2024/10/3 周四23HEICOLOCK楔入式锁紧系统楔入式锁紧系统n硬度应大于螺栓、硬度应大于螺栓、被连接件表面的被连接件表面的硬度硬度2024/10/3 周四24楔合过程楔合过程n在拧紧时，在拧紧时，HEICOLOCK保持静止，位保持静止，位移发生在楔形内表面之间，直至达到所需移发生在楔形内表面之间，直至达到所需要的预紧力。要的预紧力。2024/10/3 周四25锲形啮合锲形啮合锯齿压入锯齿压入开始拧入开始拧入楔形角楔形角与螺纹角的关系与螺纹角的关系n楔形的坡度楔形的坡度大于大于螺纹升角，当螺栓连接由螺纹升角，当螺栓连接由于振动发生自旋时，于振动发生自旋时，HEICOLOCK沿厚沿厚度方向发生扩张行为，进而引发夹紧力的度方向发生扩张行为，进而引发夹紧力的增加。增加。2024/10/3 周四26n经验证，经验证，HEICOLOCK可以维持可以维持80%的的预紧力，有预紧力，有HEICOLOCK就没有松动。就没有松动。2024/10/3 周四27普通型振动松开实验普通型振动松开实验2024/10/3 周四28弹簧垫圈型振动松开实验弹簧垫圈型振动松开实验2024/10/3 周四29尼龙尼龙衬垫型振动松开实验衬垫型振动松开实验2024/10/3 周四30平垫圈型振动松开实验平垫圈型振动松开实验2024/10/3 周四31止动止动螺母型螺母型振动松开实验振动松开实验2024/10/3 周四32双螺母型振动松开实验双螺母型振动松开实验2024/10/3 周四33不同螺母紧固的振动实验不同螺母紧固的振动实验2024/10/3 周四34Nord-Lock X-系列防松垫圈系列防松垫圈松动实验松动实验曲线曲线2024/10/3 周四35Nord-Lock X-系列防松垫圈系列防松垫圈拧松力矩拧松力矩曲线曲线n抵抗锯齿形抵抗锯齿形的压入量借的压入量借鉴表面和螺鉴表面和螺母的端面母的端面2024/10/3 周四36松开后的状态松开后的状态nNord-LockX-系列防松垫圈。系列防松垫圈。Nord-Lock X-系列防松垫圈将楔形制锁原理及弹性效系列防松垫圈将楔形制锁原理及弹性效应相结合，可有效地防止沉降和松弛引起应相结合，可有效地防止沉降和松弛引起的松脱的松脱。n锯齿的锯齿的压入增压入增 加摩擦力加摩擦力n影响重复影响重复使用使用 2024/10/3 周四37施必牢施必牢螺栓螺栓n施必牢螺母施必牢螺母拥有一种创新的自锁内螺纹牙形构造，在螺纹拥有一种创新的自锁内螺纹牙形构造，在螺纹根部有独特的根部有独特的30的楔形斜面。由于牙形的角度改变，使的楔形斜面。由于牙形的角度改变，使螺纹间接触面上产生的法向力与螺栓轴线形成螺纹间接触面上产生的法向力与螺栓轴线形成60角，这角，这使得轴向夹紧力传递到螺栓和螺母的螺纹接触区域时产生使得轴向夹紧力传递到螺栓和螺母的螺纹接触区域时产生一个比普通螺纹大得多的摩擦力，从而有效提高防松性能。一个比普通螺纹大得多的摩擦力，从而有效提高防松性能。n配合配合施必施必牢螺母牢螺母的螺纹结构特点，施必的螺纹结构特点，施必牢螺栓牢螺栓的螺纹牙尖的螺纹牙尖设计成与施必设计成与施必牢螺母牢螺母螺纹相互配合的一个螺纹相互配合的一个30楔形面，这楔形面，这个结构设计使得螺纹接触由之前的线接触变成带状面接触，个结构设计使得螺纹接触由之前的线接触变成带状面接触，改善了接触的稳定性。从而使得夹紧力持续恒定。除了提改善了接触的稳定性。从而使得夹紧力持续恒定。除了提供更优越的防松性能外，还可防止滑牙，防治螺栓断裂，供更优越的防松性能外，还可防止滑牙，防治螺栓断裂，防脱扣，抗过扭，是一种新型的高可靠螺栓副。防脱扣，抗过扭，是一种新型的高可靠螺栓副。2024/10/3 周四38牙型变化分析锁紧能力牙型变化分析锁紧能力2024/10/3 周四39接触面大，轴向分力大，压紧接触面大，轴向分力大，压紧力大，有相当的自锁作用力大，有相当的自锁作用角度不匹配，接触面最小，无角度不匹配，接触面最小，无法锁紧法锁紧正常螺纹面已失去作用，此为正常螺纹面已失去作用，此为第二螺旋面第二螺旋面，有悖于常规螺纹紧，有悖于常规螺纹紧固的原理。固的原理。增加了牙尖与螺母螺纹底部的轴增加了牙尖与螺母螺纹底部的轴向挤压力，同时螺纹面容易发生向挤压力，同时螺纹面容易发生变形。这样做，实际只要改变变形。这样做，实际只要改变（增大）牙型角即可如愿。（增大）牙型角即可如愿。法向力法向力n根据螺纹紧固的原理来分析根据螺纹紧固的原理来分析 中国自锁螺母中国自锁螺母n中国自紧螺母由深圳自紧王科技中国自紧螺母由深圳自紧王科技研发的专利产品研发的专利产品，此自，此自紧螺母仅紧螺母仅需一个螺母和一个需一个螺母和一个垫圈的结合就垫圈的结合就轻松解决所有问题，在用材、工轻松解决所有问题，在用材、工艺、精密度要求上全无顾忌，高艺、精密度要求上全无顾忌，高中低螺丝螺母皆能生产中低螺丝螺母皆能生产。n更为关键的是，自紧螺母内含活更为关键的是，自紧螺母内含活性自紧力，而回转则会产生更大性自紧力，而回转则会产生更大的的反向抵抗力反向抵抗力，其安全可靠性更，其安全可靠性更好好。但拆卸费力。但拆卸费力。n重复使用有困难。重复使用有困难。2024/10/3 周四40依靠依靠带齿带齿端面对端面对压紧平面产生的压紧平面产生的塑形变形将齿压塑形变形将齿压入，连接件表面入，连接件表面硬度要低于螺钉硬度要低于螺钉方能有效。方能有效。松动与脱落松动与脱落n螺栓连接的松动：应该是指螺栓或螺母螺栓连接的松动：应该是指螺栓或螺母（实际为两者同时）与被连接件表面之间（实际为两者同时）与被连接件表面之间的压紧力减小而达不到紧固目标值。的压紧力减小而达不到紧固目标值。n松脱松脱力矩一般是力矩一般是拧紧力矩的拧紧力矩的80%。也就是。也就是松开的力量总比拧紧的松开的力量总比拧紧的力量要小。力量要小。n紧紧固根本不起作用时，并已产生分离的迹固根本不起作用时，并已产生分离的迹象。象。2024/10/3 周四41螺纹连接为什么会螺纹连接为什么会松动松动n螺纹螺纹连接相当于斜面上置放一连接相当于斜面上置放一重物，当重物沿斜重物，当重物沿斜面向下方的分力大于重物向下滑动时的摩擦力时，面向下方的分力大于重物向下滑动时的摩擦力时，重物就要向下运动。螺纹连接相当于斜面上放一重物就要向下运动。螺纹连接相当于斜面上放一重物的情形，当用螺纹连接的被连接件受到振动重物的情形，当用螺纹连接的被连接件受到振动时，螺纹压紧的横向分力大于螺纹副的摩擦力时，时，螺纹压紧的横向分力大于螺纹副的摩擦力时，螺纹就会变松螺纹就会变松。n螺纹连接在一般条件下，是能满足自锁条件而不螺纹连接在一般条件下，是能满足自锁条件而不会自动松脱，但在受振动或冲击载荷下，或是温会自动松脱，但在受振动或冲击载荷下，或是温度变化较大时，连接螺母可能会逐渐松动。螺纹度变化较大时，连接螺母可能会逐渐松动。螺纹松动的主要原因是螺纹副之间以及压紧面之间的松动的主要原因是螺纹副之间以及压紧面之间的微动磨损，进而相对转动造成的。微动磨损，进而相对转动造成的。2024/10/3 周四42螺纹连接为什么会松动螺纹连接为什么会松动n金属蠕变：金属材料在保持应力不变的条件下，应金属蠕变：金属材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象变随时间延长而增加的现象。n它它与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过与塑性变形不同，塑性变形通常在应力超过弹性弹性极限极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于长，它在应力小于弹性极限弹性极限施加的力时也能出现施加的力时也能出现。n由于由于蠕变，材料在某瞬时的应力状态，一般不仅与蠕变，材料在某瞬时的应力状态，一般不仅与该瞬时的变形有关，而且与该瞬时以前的变形过程该瞬时的变形有关，而且与该瞬时以前的变形过程有关。有关。许多工程问题都许多工程问题都涉及蠕变。在维持恒定变形涉及蠕变。在维持恒定变形的材料中，应力会随时间的增长而减小，这种现象的材料中，应力会随时间的增长而减小，这种现象为应力松弛，它可理解为一种广义的蠕变。为应力松弛，它可理解为一种广义的蠕变。2024/10/3 周四43带凹凸坡的螺母与垫圈带凹凸坡的螺母与垫圈n在用事实在用事实说话中国说话中国vs日本的中国螺母日本的中国螺母。n该螺母由带凸坡的螺母和带凹坡的垫圈的该螺母由带凸坡的螺母和带凹坡的垫圈的组合。组合。2024/10/3 周四44凹凸坡螺母凹凸坡螺母n 拧螺母被凹凸坡卡死，拧螺母被凹凸坡卡死，扳手爆表（最大扳手爆表（最大200牛米）没牛米）没松开，松开，由此由此“中国中国自紧王螺母自紧王螺母PK日本哈德洛克螺母日本哈德洛克螺母完完胜胜”，但用，但用扳手拧扳手拧垫片却很容易松开螺母，是垫圈垫片却很容易松开螺母，是垫圈带动螺母一起松开并很轻松，这却却是说明当受到振带动螺母一起松开并很轻松，这却却是说明当受到振动或冲击时，动或冲击时，垫圈底面与被连接件垫圈底面与被连接件之间无法由上面的之间无法由上面的螺母保证不松动。所以螺母保证不松动。所以整体还是会产生松动的。整体还是会产生松动的。与与日日本的不松动本的不松动 是两个概念是两个概念。防松能力不等于人工拧松。防松能力不等于人工拧松力的大小。力的大小。2024/10/3 周四45单拧螺母被凹凸坡卡死单拧螺母被凹凸坡卡死单拧垫圈时推动螺母单拧垫圈时推动螺母一起旋转一起旋转凹凸坡螺母凹凸坡螺母n单拧螺母时，由于凹、凸坡作用使两者轴向顶单拧螺母时，由于凹、凸坡作用使两者轴向顶开而显更加压紧。开而显更加压紧。n当拧垫圈时，由于凹凸坡作用，垫圈带动螺母当拧垫圈时，由于凹凸坡作用，垫圈带动螺母正好与拧螺母时一个效果所以正好与拧螺母时一个效果所以很容易松开很容易松开，因，因而也就无从谈起永不松动的概念了。而也就无从谈起永不松动的概念了。n这个这个“很容易松开很容易松开”在在正正 常状态下常状态下能能有防松作用？有防松作用？2024/10/3 周四46日本偏心螺母日本偏心螺母组结构分析组结构分析2024/10/3 周四47偏偏心心量量楔楔子子凹状的螺母（上方）凹状的螺母（上方）凸状的螺母（下方）凸状的螺母（下方）日本偏心螺母组结构日本偏心螺母组结构2024/10/3 周四48仅仅偏心凸螺母拧紧时偏心凸螺母拧紧时n偏心凸螺母的上螺旋面与螺栓的下螺旋面偏心凸螺母的上螺旋面与螺栓的下螺旋面紧密接触，螺母与被紧固件压紧紧密接触，螺母与被紧固件压紧2024/10/3 周四49凹凹螺母与偏心凸螺母锥面接触螺母与偏心凸螺母锥面接触n凹凸螺母开始接近凹凸螺母开始接近时，锥面还未发生时，锥面还未发生作用，由于凸螺母作用，由于凸螺母的锥面的偏心，所的锥面的偏心，所以两侧的间隙不一以两侧的间隙不一样样2024/10/3 周四50凹螺母开始下拧时凹螺母开始下拧时n由于偏心锥面的由于偏心锥面的作用，凹螺母被作用，凹螺母被挤向左边，而凸挤向左边，而凸螺母在原来拧紧螺母在原来拧紧的基础上被挤向的基础上被挤向右方右方n锥面的接触面也锥面的接触面也越来越扩大，直越来越扩大，直到达到预定的拧到达到预定的拧紧扭矩紧扭矩2024/10/3 周四51F1F2紧紧松松日本偏心螺母组结构简单日本偏心螺母组结构简单分析分析n锥面的偏向与螺纹的起始点无关锥面的偏向与螺纹的起始点无关n普通螺母与螺栓紧固时，只是螺纹面单面普通螺母与螺栓紧固时，只是螺纹面单面的相互接触的相互接触n日本的永不松动的螺母是分成上下两半后，日本的永不松动的螺母是分成上下两半后，除了正常的螺纹面的接触产生的轴向力，除了正常的螺纹面的接触产生的轴向力，还通过偏心锥面附加产生还通过偏心锥面附加产生F1,F2，在轴的径，在轴的径向向对螺栓做相向抱合（径向紧向向对螺栓做相向抱合（径向紧固力固力）n保证凹凸螺母拧紧时内、外端面之间的间保证凹凸螺母拧紧时内、外端面之间的间隙隙2024/10/3 周四52锥面接触过程锥面接触过程n理论上，两圆锥面的轴心理论上，两圆锥面的轴心线在平行线在平行状态下状态下逐步接近时，锥面有效接触逐步扩大，直逐步接近时，锥面有效接触逐步扩大，直到完全吻合到完全吻合2024/10/3 周四53实际拧紧过程实际拧紧过程n但实际由于螺栓的作用，凹锥面螺母与凸锥面接触是单侧但实际由于螺栓的作用，凹锥面螺母与凸锥面接触是单侧先接触，所以会发生微量倾斜，凸锥先接触，所以会发生微量倾斜，凸锥面面从偏心的上边缘从偏心的上边缘开开始接触，逐渐扩大，但锥面的始接触，逐渐扩大，但锥面的2024/10/3 周四54受力受力是是不不均匀均匀的，局部开始产的，局部开始产生塑形变形。生塑形变形。n 为了克服受力不均匀，增为了克服受力不均匀，增 加摩擦力可以将凸锥面在加摩擦力可以将凸锥面在 制作时适当与螺纹的轴线制作时适当与螺纹的轴线 成一定的角度，迎合凹螺成一定的角度，迎合凹螺 母拧紧后歪斜后的实际位母拧紧后歪斜后的实际位 置，但需精确计算。置，但需精确计算。干涉、塑性变干涉、塑性变形发生起始点形发生起始点凸锥面轴线与螺纹轴线的倾斜凸锥面轴线与螺纹轴线的倾斜n凸锥面与螺纹轴线的倾斜（根据使用决定）凸锥面与螺纹轴线的倾斜（根据使用决定）n凹锥面两轴线重合凹锥面两轴线重合2024/10/3 周四55螺纹轴线螺纹轴线锥面轴线锥面轴线偏心螺母的凸锥面的倾斜设计偏心螺母的凸锥面的倾斜设计n正常的螺母与螺栓的螺纹之间有一定的间隙，在受正常的螺母与螺栓的螺纹之间有一定的间隙，在受到轴向平面内的力矩作用，两轴线会产生一定的夹到轴向平面内的力矩作用，两轴线会产生一定的夹角角。在日本的偏心螺母连接中，越拧紧，此在日本的偏心螺母连接中，越拧紧，此会越会越大，成大，成max,所以偏心螺母凸起锥面的轴线设计倾斜所以偏心螺母凸起锥面的轴线设计倾斜应达到应达到max，这要这要根据实际使用要求计算得出。根据实际使用要求计算得出。n这样会使偏心螺母拧紧后，凹凸锥面的接触面均匀这样会使偏心螺母拧紧后，凹凸锥面的接触面均匀且最大，并他们的轴心线平行甚至趋向且最大，并他们的轴心线平行甚至趋向重合重合，“楔楔子作用子作用”在圆周上更宽在圆周上更宽，F1F1、F2F2分布范围也变宽，分布范围也变宽，得到最大的结合力以抵抗受到振动后产生松动。得到最大的结合力以抵抗受到振动后产生松动。n这样减少了塑性变形的产生，螺母得以这样减少了塑性变形的产生，螺母得以重复使用重复使用。2024/10/3 周四56不易松动的原因不易松动的原因n凸螺纹拧紧所产生凸螺纹拧紧所产生足够的轴向紧固力足够的轴向紧固力。再。再加上凹凸螺母紧紧楔合，两螺母间除产生加上凹凸螺母紧紧楔合，两螺母间除产生足够的与螺栓抱紧（足够的与螺栓抱紧（F1、F2）外，还同时）外，还同时产生有附加的轴向力。所以虽然拧紧时使产生有附加的轴向力。所以虽然拧紧时使用相同的扭矩，但轴向紧固力却加大了。用相同的扭矩，但轴向紧固力却加大了。n凸螺母在各方综合力作用下企图松动，一凸螺母在各方综合力作用下企图松动，一是抵抗轴向紧固力的扭矩要比常规的大，是抵抗轴向紧固力的扭矩要比常规的大，而且其松动方向正好与凹螺母趋于更紧。而且其松动方向正好与凹螺母趋于更紧。2024/10/3 周四57制造要素制造要素n对应不同对应不同的紧固的紧固要求，应有不同的内部结要求，应有不同的内部结构尺寸，包括凸台的偏心量、轴线的倾斜构尺寸，包括凸台的偏心量、轴线的倾斜度、材质、硬度、粗糙度等等。度、材质、硬度、粗糙度等等。n制造工艺和精度制造工艺和精度的的匹配匹配问题。问题。n与螺栓的配合精度。与螺栓的配合精度。n.2024/10/3 周四58现货质量差异现货质量差异n设计上呢设计上呢2024/10/3 周四592024/10/3 周四60