矿山机械用螺栓防松浅析

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矿山机械的螺纹防松

矿山采掘机械因工况条件恶劣,螺栓防松要求很高, 以刮板输送机为例,应用的防松措施如下:振动较小的部位,用弹簧垫圈防松即可满足要求;振动大的部位(如机头尾、刮板链等),采用细牙螺栓,自防松螺母及弹簧垫圈 ;条件允许可采用止动垫圈、开口销、串联钢丝等机械防松。 
自防松螺母(图 1)是利用尼龙垫圈的弹性锁紧。因受尼龙熔点的限制、工作温度以100°C以下为宜,改换材料可达240°C 。由于尼龙易被无机酸、弱酸与强碱腐蚀。因此,螺母体应在装尼龙圈之前进行电镀。
自防松螺母在没有预紧力的条件下,亦可保证防松退;热老化以后,尼龙圈失去弹性,锁紧力反而倍增,直至拧碎才可松退螺母。尼龙圈内孔上的螺纹是在螺栓拧入时挤压形 成,不得用丝锥预先攻出螺纹;选配适当长度的螺栓,一般以螺栓末端外露二三扣螺纹为宜;螺杆上不得有开口销孔及毛 刺,以免拧坏尼龙圈;螺母拧紧后少量尼龙丝挤出圈外,不影响防松效果。为便于装配可加润滑油(脂),但锁紧性能略有降低。尼龙圈反复使用后防松效果降低。实际应用证明,尼龙圈防松螺母只能拆装一二次,故使用量大、施必牢螺母可以弥补这个不足。

普通螺纹连接的第一和第二螺纹面一般承受总负荷的80%以上,其余的螺纹面只承受很少的负荷,在振动负荷条件下,很容易自行松脱。
30°楔形防松螺纹很好地解决了普通螺纹连结自动松脱问题,它与普通螺纹的不 同之处是在螺母底径上有一个 30°的斜面,而螺栓上外螺纹的形状仍保持标准的三角形,当防松螺母拧紧在螺栓上时,外螺纹的牙顶紧紧地楔入内螺纹牙 根的 300 斜面上,使螺纹接触产生的法向力与螺栓轴线成 60°角,防松摩擦力就大大增加,因而产生巨大的锁紧力。另外, 楔形防松螺纹连接的每个螺纹面负载 比较均匀,不存在应力集中现象(图 3)。较大地提高了螺纹联结强度, 并可反复使用,降低了使用成本。

因施必牢螺母采用螺纹防松原理,对拧紧力矩要求严格。刮板输送机常用的施必牢螺母规格较大,如表 l 所示,人工预紧较困难,需采用机械拧紧,要求安装人员会使用风动或乳化液扳手及扭矩倍增器,并具有较高的设备安装技能。

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结论

螺纹标准化己经历了大约 200 年的发展历程, 螺纹标准多达 500 多种,螺纹防松一直是个难题。施必牢防松螺母初步解决部分工况环境的螺纹防松问题,但在矿山机械应用并不广泛,还处于实践摸索阶段。针对特殊环境已有相应的防松方法,如采煤机应用液压防松螺母、偏心对顶螺母等,掘进机关键部件采用永久防松(涂粘接剂、铆焊等),都有效地解决了局部防松问题。螺栓防松问题在煤矿机械上仍然是个难题,需要不断摸索经验,开发更适合矿山工况的防松方法。
2022年6月22日 08:25
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