【最新整理】不松动螺母的学习与探讨
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
螺母防松林林总总
学习与探讨
昆山土山建设部件有限公司
螺纹连接与紧固种种
2020/7/9
2
螺丝螺母的防松方法
“防松”指的是在螺纹连接正常紧固后，抵抗 外界冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温 或温度变化较大时，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。
一般分：摩擦防松、机械防松和永久防松。
2020/7/9
21
唐氏螺纹紧固件的防松原理
从螺纹角度来看，偏心螺母仍属传统螺纹，这是一种“单 旋向、连续、等截面”螺纹，而唐氏螺纹是一种“双旋向、 非连续、变截面”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。
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 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 松概念，是螺纹防松领域的最重大突破。
2020/7/9
6
发生自锁条件
设用斜向下的推力F作用于物体，方向与竖
直方向成θ时，如果满
，
无论用多大的力也推不动物体。此时重力
mg的影响已无关紧要，有有 tan tan ，
即 ，，这是物体发生自锁的条件。如
果Hale Waihona Puke Baidu一条件不满足，即θ＞α，则物体所受
动力大于阻力，物体就会运动。
2020/7/9
2020/7/9
5
“摩擦角”的概念
物体与支持面之间存在粗糙，一旦
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μ，则 最大静摩擦力为 fM＝μFN。如图， 水平面对物体的作用力F′（支持力
与静摩擦力的矢量和）与竖直方向
的夹角α，满足
。 α称为摩
擦角，无论支持力FN如何变，α保
持不变，其大小仅由摩擦因数决定。
2020/7/9
20
唐氏螺纹紧固件的防松原理
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： 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 用时先将紧固螺母预紧，然后再将锁 紧螺母预紧。
在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的 趋势，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 的松退，导致紧固螺母无法松动。
依靠圆锥面的的这种配合实现自锁。
2020/7/9
4
圆锥面的自锁与“摩擦角”的概念
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.
摩擦角与自锁现象法向反力N与摩擦力F的 合力R称为支持面对物体的全反力。 即摩 擦力F达到最大值Fmax时，这时的夹角a 也达到最大值b，把b称为摩擦角。
2020/7/9
18
日本偏心螺母设计原理
设计原理的思维背景：以刚克刚
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 方法。
不仅偏心螺母，弹性垫圈、对顶螺母(双螺 母)、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 限性。
2020/7/9
10
达到自锁的途径
通过控制弹力达到“自锁” 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 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 自锁的应用在日常生活中是比较普遍的。
2020/7/9
11
自锁的表现
爬电线杆 千斤顶
提物
尖劈
堆沙堆
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。 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。
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θ就是螺纹升角θ。丝 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。
2020/7/9
9
达到自锁的途径
通过控制弹力达到“自锁” 如后图所示，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， 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， 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， 称为“自锁定机构”。
2020/7/9
19
唐氏螺纹紧固件的防松原理
设计原理的思维背景：以柔克刚 唐氏螺栓兼容两种不同旋向的螺母，让摩
擦力和拧紧力相互转化、达到制约的目的。 把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 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 顺其自然、万物相生相克的思维理念。
7
达到自锁的途径
通过控制角度达到“自锁” 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 反力的方向始终在摩擦角内就能达到自锁 的目的。
2020/7/9
8
达到自锁的途径
通过控制摩擦因数达到“自锁” 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，μ(最大静摩擦因数) 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μ达到一定程度， 使其他力在摩擦力方向上的合力总是小于 最大静摩擦力时，物体就达到了自锁。
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“不会松动的螺栓”的神话。
其中永久防松是不可拆卸防松（但并不等于不 松动），摩擦、机械防松是可拆卸防松。
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 母等等。
2020/7/9
3
圆锥面的自锁
当相配合的两锥面的在受到一定外力的情 况下，金属表面产生的微小弹性变形在两 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 须要撞击、锥度必须小于8度，配合面必须 大于75%的原因。
2020/7/9
12
日本永不松动螺母HARD-LOCK
2020/7/9
13
日本永不松动螺母基本结构原理图
2020/7/9
14
受力分析
在偏心的作用下，产生径向平面内的附加 力矩
关键之处
2020/7/9
15
楔子到偏心的思路引入
2020/7/9
16
思路的引入
2020/7/9
17
楔子的作用力方向
学习与探讨
昆山土山建设部件有限公司
螺纹连接与紧固种种
2020/7/9
2
螺丝螺母的防松方法
“防松”指的是在螺纹连接正常紧固后，抵抗 外界冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温 或温度变化较大时，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。
一般分：摩擦防松、机械防松和永久防松。
2020/7/9
21
唐氏螺纹紧固件的防松原理
从螺纹角度来看，偏心螺母仍属传统螺纹，这是一种“单 旋向、连续、等截面”螺纹，而唐氏螺纹是一种“双旋向、 非连续、变截面”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。
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 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 松概念，是螺纹防松领域的最重大突破。
2020/7/9
6
发生自锁条件
设用斜向下的推力F作用于物体，方向与竖
直方向成θ时，如果满
，
无论用多大的力也推不动物体。此时重力
mg的影响已无关紧要，有有 tan tan ，
即 ，，这是物体发生自锁的条件。如
果Hale Waihona Puke Baidu一条件不满足，即θ＞α，则物体所受
动力大于阻力，物体就会运动。
2020/7/9
2020/7/9
5
“摩擦角”的概念
物体与支持面之间存在粗糙，一旦
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μ，则 最大静摩擦力为 fM＝μFN。如图， 水平面对物体的作用力F′（支持力
与静摩擦力的矢量和）与竖直方向
的夹角α，满足
。 α称为摩
擦角，无论支持力FN如何变，α保
持不变，其大小仅由摩擦因数决定。
2020/7/9
20
唐氏螺纹紧固件的防松原理
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： 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 用时先将紧固螺母预紧，然后再将锁 紧螺母预紧。
在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的 趋势，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 的松退，导致紧固螺母无法松动。
依靠圆锥面的的这种配合实现自锁。
2020/7/9
4
圆锥面的自锁与“摩擦角”的概念
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.
摩擦角与自锁现象法向反力N与摩擦力F的 合力R称为支持面对物体的全反力。 即摩 擦力F达到最大值Fmax时，这时的夹角a 也达到最大值b，把b称为摩擦角。
2020/7/9
18
日本偏心螺母设计原理
设计原理的思维背景：以刚克刚
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 方法。
不仅偏心螺母，弹性垫圈、对顶螺母(双螺 母)、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 限性。
2020/7/9
10
达到自锁的途径
通过控制弹力达到“自锁” 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 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 自锁的应用在日常生活中是比较普遍的。
2020/7/9
11
自锁的表现
爬电线杆 千斤顶
提物
尖劈
堆沙堆
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。 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。
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θ就是螺纹升角θ。丝 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。
2020/7/9
9
达到自锁的途径
通过控制弹力达到“自锁” 如后图所示，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， 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， 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， 称为“自锁定机构”。
2020/7/9
19
唐氏螺纹紧固件的防松原理
设计原理的思维背景：以柔克刚 唐氏螺栓兼容两种不同旋向的螺母，让摩
擦力和拧紧力相互转化、达到制约的目的。 把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 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 顺其自然、万物相生相克的思维理念。
7
达到自锁的途径
通过控制角度达到“自锁” 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 反力的方向始终在摩擦角内就能达到自锁 的目的。
2020/7/9
8
达到自锁的途径
通过控制摩擦因数达到“自锁” 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，μ(最大静摩擦因数) 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μ达到一定程度， 使其他力在摩擦力方向上的合力总是小于 最大静摩擦力时，物体就达到了自锁。
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“不会松动的螺栓”的神话。
其中永久防松是不可拆卸防松（但并不等于不 松动），摩擦、机械防松是可拆卸防松。
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 母等等。
2020/7/9
3
圆锥面的自锁
当相配合的两锥面的在受到一定外力的情 况下，金属表面产生的微小弹性变形在两 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 须要撞击、锥度必须小于8度，配合面必须 大于75%的原因。
2020/7/9
12
日本永不松动螺母HARD-LOCK
2020/7/9
13
日本永不松动螺母基本结构原理图
2020/7/9
14
受力分析
在偏心的作用下，产生径向平面内的附加 力矩
关键之处
2020/7/9
15
楔子到偏心的思路引入
2020/7/9
16
思路的引入
2020/7/9
17
楔子的作用力方向