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生产防松螺母最简单的技术方案


      大家都知道,普通螺纹(包括各种公制、英制、美制、模数、径节螺纹)都是不能抗振防松的,加上弹簧垫圈也不行。原因就在于,普通螺纹实质上是不具有这方面的性能的,在其技术与产品的国家标准及国际标准上,都没有相关的性能规定与要求。 那么,有没有一种简单的方法,即就在原来的普通螺纹的基础上,稍作一些改进,就能使之“兼容”具有良好的防松抗振性能呢?答案是肯定的。使螺纹实现抗振松防有很多方法,但有一个前提,就是不能破坏螺纹的牙型,原来是三角螺纹、梯形螺纹的,改进后内外螺纹还必须仍是其原来的结构,即不能一个是三角螺纹、梯形螺纹而另一是楔形螺纹(如现时市面上所说的“全金属螺母、‘XX牢’螺母”),也不能将一个传统螺纹变为二个螺纹(如防松螺母、开槽螺母、镶嵌尼龙的螺母等)。   
 
      其实,最简单的技术方案,就是我们通俗说的“径向过盈配合”的螺纹,或规范说法的“径向干涉螺纹”。径向干涉配合螺纹,可以是螺纹的大径干涉配合,也可以是其小径的干涉配合。当然,最简单的,是大径干涉配合的方案。大径的干涉配合,防松螺母也与普通机械零件一样,分基孔制和基轴制两种具体的实现方式。下面将详细向大家作介绍。
 
      1.关于干涉(过盈)配合螺纹公差带的选择  对于一般的机械零件,孔与轴的干涉(过盈)配合,我们按照《GB1800 公差与配合》标准,选好相关的配合公差带就可以了。但干涉(过盈)配合的螺纹如何设计,我们不能找到相关的标准或资料介绍。国家标准《GB197 普通螺纹 公差》(2003年版)更规定,生产的螺纹,是不能超过其最大实体尺寸的,道理很简单,超过了最大实体尺寸,内外螺纹相互间是拧不进去的。防松螺母现时以名为“理想极限螺纹”技术生产的这种的干涉(过盈)螺纹副,却可比拟等效采用《GB1800 公差与配合》标准选择相关配合公差带。这套技术方案,适用于公制、英制、径节、模数等所有制式的螺纹。
 
      2.选择干涉(过盈)螺纹副配合公差带的二个准则   一是配合基准:“径向干涉配合螺纹副”的配合基准建议选用螺纹的大径,一般优先选择“基孔制”。可以很形象地理解:外螺纹是轴,内螺纹是孔,如同“孔——轴”的配合一样。二是径向干涉(过盈)量:考虑螺纹需重复装拆,且装拆时总会产生塑性变形的特点,“径向干涉配合螺纹副”干涉(过盈)量,应比普通“孔——轴”配合的要大一些。所以,选择的配合公差带,应高1-2级。需定性与定量的考虑是:螺纹副配合时,螺纹大径的径向接触面积,远比“孔——轴”的少;重复装拆时,螺纹大径必然会产生一定的塑性变形;不同塑性的材料之间也存在明显差异;使用场合的不同(如强烈振动与高温)。某种特定螺纹副的最优配合公差带,需从实际应用的情况而定,要作一定的使用测试才能确定。防松螺母对于配合要求与精度更高的螺纹副,其径向尺寸如需留磨削量或电镀,螺纹的大径径向尺寸,需同步作调整。
 
      3.设计的一个技巧   设计生产径向干涉(过盈)配合螺纹的难点与创新点在于,这对螺纹副是如何自如地拧进拧出,又不会损伤螺纹牙型的。由于这种“径向干涉配合螺纹副”,防松螺母是一种大径配合的螺纹副,为使最初拧入的几牙用人手就能拧进去,我们只需将外螺纹前端几牙尺寸(我们称之为“导入段”)的外径,设计时选择负偏差就可以了,并以斜锥面过渡到正偏差的“配合段”。这就使干涉配合的螺纹副,其内外螺纹也可以很方便地导入拧进。值得说明的是,要实现等效采用《GB1800 公差与配合》标准选择相关配合公差带,生产的这些内外螺纹,都必须使用到那种名为“高精度螺纹”的技术。具体的结构参数,暂不在本文讨论。
 
      4.生产与检验   按“基孔制”生产的这种“径向干涉配合螺纹副”,外螺纹的牙型用专用的“高精度螺纹工具”进行成形加工,可只检验其外径公差。需更高精度的外径(大径),用外圆磨床进行加工,精度可达到IT4级以上。检验方法与检验外圆的外径一样;内螺纹的牙型,用普通内螺纹工具进行加工,但必须检验其大径,用大径的“单项参数量规(包括通规与止规)”进行检验。该量规可自行生产,按传统孔量规的规程制造。这种“径向干涉配合螺纹”生产的工艺、装备与成本,与生产传统螺纹、普通零件是一样的。
 
      5.装拆、使用   这种“径向干涉配合螺纹副”,可以重复装拆、重复使用。它的干涉部分只是大径,并不是全个牙型的干涉,所以,正常装拆与使用,并不损伤螺纹牙型的主配合面(侧面)。
 
      6.性能   这种“径向干涉配合螺纹副”最大的特征,是消除了内外螺纹间的径向间隙,具有极好的防松抗振性能;由于实现“全牙型高”承力,可比传统螺纹的“保证载荷”值高20%;它具有一定的自锁性能(还不能说是完全的自锁性能);它可以替代不能重复装拆的以“螺套”防松的螺纹副,成本减少一大半,性能也可靠得多。同时以大径和小径实现干涉配合的“双径向干涉配合螺纹副”,可以具有密封性能。这是“非锥度配合密封螺纹”的一个情形。结构设计实例另文介绍。
 
      7.可替代的市场   防松螺母这种具有极好防松抗振性能,外表与传统螺纹一模一样的产品,在使用习惯上,大家也很容易接受。产品生产成本一样,但却新增了极好的抗振防松性能,它对传统螺纹的替代效应是十分明显的。包括生产这种抗振防松性能抽需的工具与量具在内的市场,每年将数以十亿元计。
 
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