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施必牢®技術的產生及防松原理
發布時間:2019-12-25
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 一、施必牢?技術的產生及防松原理


  各種機器及部件在連接裝配中離不開緊固件。緊固件給機械工業帶來了方便,但是,它有一個不可避免的弱點,即在劇烈震動中會自行松脫,致使部件或一臺完整的設備損壞、解體,甚致釀成事故。


  為解決緊固件的松脫問題,從螺紋緊固件誕生開始,世界上許多國家的科學家和工程師作了大量的試驗和研究,他們采用鎖片、銷釘、尼龍嵌入、變形螺紋、化學涂膠等方法,在一定程度上延緩了緊固件會自行松脫的時間,但是,沒有根本解決問題。


  螺紋緊固件的松脫問題的關鍵在于螺紋的結構形狀。為此,美國工程師在研究了緊固件螺紋的形狀及受力情況后,重新設計螺紋的幾何形狀,于七十年代末發明了這種現在被稱為“施必牢?”的螺紋技術,從根本上解決了緊固件的松脫問題。


  施必牢?緊固件為什么能有效地解決松動問題呢?這是因為它的獨特的結構。在陰螺紋的牙底處有一個30度的楔形斜面,當螺栓螺母相互擰緊時,螺栓的牙尖就緊緊地頂在施必牢?螺紋的楔形斜面上,從而產生了很大的鎖緊力。由于牙形的角度改變,使施加在螺紋間接觸所產生的法向力與螺栓軸線成60度角,而不是像普通螺紋那樣的30度角。顯然施必牢螺紋法向壓力遠遠大于扣緊壓力,因此,所產生的防松摩擦力也就必然大大增加了。同時,陽螺紋牙頂在與施必牢?陰螺紋咬合時,牙頂處齒尖易變形,使載荷均勻地分布在接觸的螺旋線全長上(見圖1),避免了普通標準螺紋咬合時,80%以上的總載荷集中作用在第一和第二牙的螺紋面上的現象。因此,施必牢?螺紋聯結副不僅克服了普通標準聯結副在振動條件下易于自松的缺點,而且還可延長使用壽命。(見圖1)

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  在實驗室實驗中,用容克式(JUNKERS)振動試驗機作了橫向負載振動試驗, 施必牢?螺紋顯示出它具有非常優異的抗振動能力(見圖2)。他們試驗了三種基本的螺母:一種是普通的標準螺母,一種是有效力矩鎖緊螺母和一種施必牢?螺帽。用同樣的標準螺栓、同樣的緊固負載力矩、同樣的振幅頻率和同樣的實驗室,同一臺試驗機上,控制二分鐘的試驗時間。結果是:普通標準螺母幾乎立即全部松脫了,失去了全部鎖緊能力;有效力矩鎖緊螺母失去了70%的鎖緊能力;而施必牢?螺母在兩分鐘試驗期間仍保持了他們應有的自鎖能力。


  在以上試驗的基礎上,對三種螺紋的重復使用性作進一步的橫向振動試驗:施必牢?全螺紋自鎖螺帽能夠重復使用,經過反復擰緊和擰松,仍然不減少其鎖緊力,保持螺母原有的鎖緊效果;而普通螺母和有效力矩鎖緊螺母在幾次擰緊和擰松后,鎖緊力不斷減少,乃至完全喪失鎖緊能力。


振動曲線對比1.jpg

  二、施必牢?螺紋的優點:


  1.可靠的抗震防松性能;


  2.可顯著地提高螺母及螺栓的使用壽命;


  3.可重復使用;


  4.不受溫度劇烈變化的影響,應用環境范圍廣泛;


  5.自由旋轉型,一直到擰緊時才需施加力矩,方便裝卸;


  6.尺寸規格不受限制;


  7.與標準外螺紋匹配;


  8.無需任何輔助鎖緊元件,如彈簧墊圈、止動墊片等;


  9.不僅僅是螺母,用施必牢?絲錐還可以制出具有同樣防松性能的施必牢螺孔,可廣泛用于要求自鎖功能的零部件上;


  10.對克服軟質材料(如鋁合金)滑牙問題有顯著效果。

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