Anti-lossningstyper av bultar och muttrar & anti-lossningsprincipen för självlåsande muttrar

Lossning avbult och mutter anslutningar är ett vanligt felproblem inom maskinteknik, som alltid har varit ett hett forskningsämne inom fästelementindustrin. Baserat på praktisk monteringserfarenhet och faktiska arbetsförhållanden, sorterar detta dokument ut vanliga anti-lossningsstrukturer för bultar och muttrar, utvecklar arbetsprincipen, tillämpliga scenarier och inneboende defekter för varje anti-lossningsmetod. Samtidigt förklarar den kärnmekanismen för långvarig anti-lossningsprestanda hos självlåsande muttrar, vilket ger tillförlitliga referenser för val av fästelement på plats och sammansättningsprocessen.

1. Vanliga anti-lossningstyper och principer förBultar och muttrar

1.1 Double Nut Anti-lossing (But Nut Anti-lossing)

Även känd som butt mutt anti-lossning. Efter att två muttrar har dragits åt mot varandra omvänt, genereras en kontinuerlig axiell kompressionskraft mellan dem och verkar på de ingripande gängkontaktytorna. Ju hårdare de två muttrarna är låsta, desto större är det normala trycket på gängans kontaktytor, samt friktionsmomentet mellan gängparen. Varje rotationslossning av muttrarna måste övervinna den stora friktionskraften mellan maskade gängor. Även om extern belastning fluktuerar under utrustningens drift, förblir domkraftstrycket mellan två muttrar konstant, vilket ger en hållbar anti-lossningseffekt.

Tillämpliga scenarier: Lämplig för bultförbindningar med eller utan krav på förspänning, endast tillämplig vid arbetsförhållanden med lätt vibration och stabil belastning.

Nackdelar: Upptar stort axiellt installationsutrymme, begränsad anti-lossningskapacitet och sviker lätt under svåra vibrationsförhållanden.

1.2 Hard Lock Konkav-konvex Anti-lossningsmutter

Hard Lock anti-lossningsmuttern består av en nedre konvex mutter och en övre konkav mutter för matchande användning. Den nedre konvexa muttern antar excentrisk bearbetning med lätt centrumförskjutning för att spela rollen som ett kilblock; den övre konkava muttern bearbetas till en koncentrisk standardcirkel utan centrumavvikelse. Fogytorna på övre och nedre muttrar är alla avsmalnande konkava-konvexa ytor, som bildar en mekanisk självlåsande struktur som liknar hammarkilning efter åtdragning.

En liten axiell förspänning kan generera ett enormt radiellt låstryck på koniska fogytor. Trycket överförs till maskade gängor synkront, vilket kraftigt ökar friktionsmomentet på både gängkontaktytor och konkav-konvexa avsmalnande ytor. Den låser gängrotationstendensen mekaniskt och ger utmärkt anti-lossningsprestanda.

Tillämpliga scenarier: Gäller bultförband med eller utan krav på förspänning, och kan användas för långvarig service under tuffa arbetsförhållanden med högfrekventa kraftiga vibrationer och alternerande belastningar.

Nackdelar: Kräver extremt hög bearbetningsprecision för excentrisk struktur, svår produktionsprocess och höga anskaffningskostnader.

1.3 Spiralock Anti-lossningsmutter

Kärnstrukturen hos Spiralockmuttrar är en 30 graders kilformad lutning bearbetad vid roten av invändiga gängor. När bultar och muttrar dras åt och griper in, pressar spetsen av bultgängorna tätt mot den kilformade lutningen av invändiga gängor för att bilda höghållfast styv låskraft.

För vanliga vanliga gängor är den inkluderade vinkeln mellan normal kontaktkraft på gängytor och bultens axel 30 grader. Spiralock-gängor ändrar gängprofilens vinkel, vilket gör att den medföljande vinkeln når 60 grader. Det normala trycket för gängpar är mycket större än det axiella fästtrycket, vilket avsevärt förbättrar friktionsmotståndet och grundligt begränsar gängrotationslossningen.

Tillämpliga scenarier: Endast tillämpligt på anslutningskonstruktioner som kräver stabil förspänning, och de anslutna delarna får inte vara gjorda av alltför mjuka material.

Nackdelar: Anti-lossningseffekten kommer att misslyckas helt när bultens förspänning minskar; ett större åtdragningsmoment krävs för att övervinna friktionsmotståndet mellan gängtänderna för att uppnå den erforderliga bultens förspänning.

1.4 Split fjäderbricka Anti-lossning

Efter att muttern har dragits åt för att platta ut den delade fjäderbrickan, genererar brickan en kontinuerlig elastisk returkraft för att hålla inre och yttre gängor tätt inpassade. Friktionsmoment som bildas av konstant kontaktkraft förhindrar mutterrotation. Samtidigt bäddas vassa skäreggar vid den delade öppningen in i bottenytan av muttern respektive ytan av anslutna delar, vilket ytterligare förhindrar relativ rotation av muttrar genom fysisk låsning.

Applikationsbegränsningar: Ej lämplig för anslutningar med ultrahårda fogytor; skäreggarna kan inte läggas in i hårda underlag och förlorar helt anti-lossningsfunktionen. Det är inte heller tillämpligt på anslutningar som kräver hög förspänning, eftersom det kommer att påskynda förspänningsdämpningen av bultar.

1.5 Konisk fjäderbricka Anti-lossning

Den delar samma anti-lossningsprincip som vanliga delade fjäderbrickor, och förlitar sig på elastisk returkraft efter kompression för att komprimera trådpar och uppnå friktionsmotverkande friktion. Jämfört med vanliga delade fjäderbrickor har koniska fjäderbrickor högre strukturell styvhet och kan ge större axiellt tryck under samma kompressionsslag, vilket ger bättre anti-lossningsstabilitet och prestanda.

Applikationsbegränsningar: Fortfarande inte lämplig för högprecisionsanslutningsdelar med strikta förspänningskrav.

1.6 Nord-Lock självlåsande bricka i två lager

Den här typen av brickor används i par, med lutande tänder med stor vinkel på ena sidan och radiella halkskyddade tandningar på den andra sidan. Under monteringen installeras två brickor omvänt med lutande tandytor vända mot varandra. Efter åtdragning biter de yttre radiella tandningarna hårt på mutterns ändyta och den anslutna delens yta för att fixera de yttre kontaktytorna helt, vilket lämnar endast relativ glidning mellan de inre lutande tandytorna på två brickor.

När bultar tenderar att lossna och rotera, kommer kildomkraftseffekten mellan inre lutande kuggytor att generera axiell lyftkraft. Lyftavståndet som genereras av brickor är större än det axiella lyftavståndet som orsakas av gänglossning, vilket omvänt låser gängornas lossningstendens och uppnår permanent anti-lossningseffekt.

Applikationsbegränsningar: Kan inte användas för ultrahårda eller ultramjuka fogytor. Brickan har specifik installationsriktning och förlorar anti-lossningsfunktionen om den installeras omvänt. Den är även ogiltig för lösa anslutningar utan förspänning.

2. Grundprincipen för icke-lossande självlåsande muttrar

Den långsiktiga anti-lossningsprestandan avsjälvlåsande muttrarhärstammar från speciellt optimerad icke-standard gängstruktur.

En 30 graders kilformad lutning bearbetas vid roten av inre gängor av självlåsande muttrar. Efter ingrepp och åtdragning pressar bultgängsspetsarna styvt mot de kilformade sluttningarna för att bilda höghållfast mekanisk låskraft. För vanliga 60 graders V-formade vanliga gängor är den inkluderade vinkeln mellan normal kontaktkraft och bultaxel 30 grader, medan den inkluderade vinkeln ändras till 60 grader för självlåsande gängor, vilket leder till fundamental förändring av spänningstillståndet.

Mekanisk kraftjämförelse: Under samma axiella bultspänning P0 är den normala kontaktkraften för vanliga vanliga gängor endast 1,15P0, medan den för självlåsande gängor når 2P0. Kraftförhållandet mellan de två är cirka 7:12, vilket avsevärt förbättrar den lösgörande friktionskraften hos trådpar.

Dessutom löser självlåsande gängor den inneboende ojämna spänningsdefekten hos vanliga gängor. För konventionella 60 graders V-formade gängor, bär de första och andra inkopplade gängorna 70% ~ 80% av den totala belastningen, medan de återstående gängorna bär nästan ingen belastning. Under långvariga vibrationer och växlande belastningar är de främre gängorna benägna att överbelastas, vilket resulterar i snabb dämpning av låskraften, lossning av gängrotation, jämn trådfasthet och avskalning.

Självlåsande gängor fördelar belastningen jämnt på alla inkopplade gängvarv via kilformade sluttningar, vilket skapar synkron påkänning av alla gängor. Det undviker lokalt gängöverbelastningsfel, eliminerar bultlossning orsakad av vibrationer i grunden och uppnår underhållsfri långsiktig anti-lossningseffekt.