不松动螺母的学习与探讨.pptx

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螺母防松林林总总螺母防松林林总总昆山土山建设部件有限公司昆山土山建设部件有限公司学习与探讨学习与探讨螺纹连接与紧固种种螺纹连接与紧固种种2022/11/92螺丝螺母的螺丝螺母的防防松方法松方法n“防松防松”指指的是在螺纹连接正常紧固后，抵抗的是在螺纹连接正常紧固后，抵抗外界冲击外界冲击、振动或变载荷作用下，以及在高温、振动或变载荷作用下，以及在高温或温度变化较大或温度变化较大时，时，联接性能变弱的能力，并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。

非是人力松开时所显示扭矩大小的比较。

n一般分：

摩擦一般分：

摩擦防松、机械防松和永久防松防松、机械防松和永久防松。

n其中其中永久防松是不可拆卸防永久防松是不可拆卸防松（但并不等于不松（但并不等于不松动），松动），摩擦、机械防松是可拆卸防松摩擦、机械防松是可拆卸防松。

n常见的机械防松方法有止动垫圈、开口销等等。

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、双螺常见的摩擦防松一般是利用垫圈、自锁、双螺母等等。

母等等。

2022/11/932022/11/94圆锥面的自锁圆锥面的自锁n当相配合的两锥面的在受到一定外力的情当相配合的两锥面的在受到一定外力的情况下，金属表面产生的况下，金属表面产生的微小弹性变形微小弹性变形在两在两者间产生了摩擦力，使之可以传递或承受者间产生了摩擦力，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、锥度必须小于须要撞击、锥度必须小于8度，配合面必须度，配合面必须大于大于75%的原因。

的原因。

n依靠圆锥面的的这种配合实现自锁。

依靠圆锥面的的这种配合实现自锁。

圆锥面的圆锥面的自锁与自锁与“摩擦角摩擦角”的概念的概念n是摩擦力通过锥度改变了力学方向，产生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，从而实现自锁原理一个与锥面垂直的力，从而实现自锁原理.n摩擦角与自锁现象法向反力摩擦角与自锁现象法向反力N与摩擦力与摩擦力F的的合力合力R称为支持面对物体的全反力。

称为支持面对物体的全反力。

即摩即摩擦力擦力F达到最大值达到最大值Fmax时，这时的夹角时，这时的夹角a也达到最大值也达到最大值b，把，把b称为摩擦角。

称为摩擦角。

2022/11/95“摩擦角摩擦角”的概念的概念n物体物体与支持面与支持面之间之间存在存在粗糙粗糙，一旦，一旦存在相对运动趋势，就会受静摩擦存在相对运动趋势，就会受静摩擦力作用，设最大静摩擦因数为力作用，设最大静摩擦因数为，则，则最大静摩擦力最大静摩擦力为为fMFN。

如。

如图，图，水平面对物体的作用力水平面对物体的作用力F（支持力（支持力与静摩擦力的矢量和）与竖直与静摩擦力的矢量和）与竖直方向方向n的的夹角夹角，满足满足。

称为摩称为摩擦角擦角，无论，无论支持力支持力FN如何变，如何变，保持保持不变，其大小仅由摩擦因数决定。

不变，其大小仅由摩擦因数决定。

2022/11/96发生自锁条件发生自锁条件n设用斜向下的推力设用斜向下的推力F作用于物体，方向与竖作用于物体，方向与竖直方向成直方向成时时，如果如果满满，无论用多大的力也推不动物体。

此时重无论用多大的力也推不动物体。

此时重力力mg的影响已无关紧要的影响已无关紧要，有有，即即，这是物体发生自锁的条件。

这是物体发生自锁的条件。

如果这一条件不满足，即如果这一条件不满足，即，则物体所，则物体所受动力大于阻力，物体就会运动。

受动力大于阻力，物体就会运动。

2022/11/97达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制角度达到通过控制角度达到“自锁自锁”n分析知道通过控制角度使推力在摩擦力方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反力的方向始终在摩擦角内就能达到自锁的目的。

的目的。

2022/11/98达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制摩擦因数达到通过控制摩擦因数达到“自锁自锁”n摩擦因数是物体粗糙程度的反映，在其他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，条件相同的情况下，（最大静摩擦因数最大静摩擦因数）越越大物体受的最大静摩擦力就越大，物体越大物体受的最大静摩擦力就越大，物体越不容易被拉动。

如果不容易被拉动。

如果达到一定程度，使其达到一定程度，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。

静摩擦力时，物体就达到了自锁。

2022/11/99达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制弹力达到通过控制弹力达到“自锁自锁”n如如后后图所图所示，由两根短杆组成的一个自锁示，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，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，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，提升起来。

罐越重，短杆提供的压力越大，称为称为“自锁定机构自锁定机构”。

2022/11/910达到自锁的途径达到自锁的途径n通过控制弹力达到通过控制弹力达到“自锁自锁”n这是一个借助巧妙的机械装置达到自锁的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。

自锁的应用在日常生活中是比较普遍的。

2022/11/911自锁的表现自锁的表现n生活中大量使用螺丝，我们用它们来紧固物体，用到了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。

其实就是摩擦自锁。

螺丝上的螺纹可展开成斜面，则其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与上述的劈便无本质的区别了。

n螺旋千斤顶工作时螺旋可以看成是一个绕在圆柱体上的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，这个斜面的倾角斜面。

将其展开，这个斜面的倾角就是螺纹升角就是螺纹升角。

丝。

丝杆相当位于斜面上的物体。

千斤顶支撑的重物是加载于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。

丝杆上的轴向载重。

2022/11/912爬电线杆爬电线杆提物提物尖劈尖劈堆沙堆堆沙堆千斤顶千斤顶日本永不松动日本永不松动螺母螺母HARD-LOCK2022/11/913日本永不松动螺母基本结构原理图日本永不松动螺母基本结构原理图2022/11/914受力分析受力分析n在偏心的作用下，产生径向平面内的附加在偏心的作用下，产生径向平面内的附加力矩力矩2022/11/915关键之处关键之处楔子到偏心的楔子到偏心的思路引入思路引入2022/11/916思路的引入思路的引入2022/11/917楔子的作用力方向楔子的作用力方向2022/11/918日本偏心螺母设计原理日本偏心螺母设计原理n设计设计原理的思维背景：

以刚克刚原理的思维背景：

以刚克刚n螺母松脱是由于松退力克服螺纹之间摩擦力，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那么增大摩擦力就成了防止螺纹松脱的首选方法方法。

n不仅不仅偏心螺母，弹性垫圈、对顶螺母偏心螺母，弹性垫圈、对顶螺母（双螺母双螺母）、尼龙锁紧螺母也都是采取的这种方法。

它、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有限度的，因而摩擦防松不可避免存在局限性。

性。

2022/11/919唐氏螺纹紧固件的防松原理唐氏螺纹紧固件的防松原理n设计设计原理的思维背景：

以柔克刚原理的思维背景：

以柔克刚n唐氏唐氏螺栓兼容两种螺栓兼容两种不同旋不同旋向的螺母，让摩向的螺母，让摩擦力和拧紧力相互擦力和拧紧力相互转化、达到转化、达到制约的制约的目的。

目的。

n把把右旋螺母的退松力直接转变成左旋螺母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。

顺其自然、万物相生相克的思维理念。

2022/11/920唐氏螺纹紧固件的防松唐氏螺纹紧固件的防松原理原理n图图为唐氏螺纹紧固件防松方法示意图。

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：

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，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，然后再将锁用时先将紧固螺母预紧，然后再将锁紧螺母预紧。

紧螺母预紧。

2022/11/921n在在振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动振动、冲击的情况下，紧固螺母会发生松动的的趋势趋势，但是，由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母，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。

的松退，导致紧固螺母无法松动。

唐氏螺纹紧固件的防松原理唐氏螺纹紧固件的防松原理n从螺纹角度来看，偏心螺母仍属传统螺纹，这是一种从螺纹角度来看，偏心螺母仍属传统螺纹，这是一种“单单旋向、连续、等截面旋向、连续、等截面”螺纹，而唐氏螺纹是一种螺纹，而唐氏螺纹是一种“双旋向、双旋向、非连续、变截面非连续、变截面”的螺纹，完全突破了传统螺纹的概念，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。

是螺纹领域的最重大突破。

n从螺纹防松角度来看，偏心螺母依靠增大摩擦力防松，依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。

松概念，是螺纹防松领域的最重大突破。

n唐氏螺纹虽然减小了螺纹的受力面积，但却保持了螺纹的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，创造了真正强度，创造了真正“不会松动的螺栓不会松动的螺栓”的神话。

的神话。

2022/11/922德国垫片组德国垫片组防防松动原理松动原理n上个世纪二十年代，德国工程师首创了楔上个世纪二十年代，德国工程师首创了楔入式锁紧概念，利用夹紧力而非摩擦力来入式锁紧概念，利用夹紧力而非摩擦力来防止螺栓松动防止螺栓松动。

nHEICOLOCK楔入式锁紧系统，外表面楔入式锁紧系统，外表面为放射状锯齿，内表面呈楔形，安装时成为放射状锯齿，内表面呈楔形，安装时成对使用，楔形面相对对使用，楔形面相对。

n外表面为放射状外表面为放射状锯齿以增加摩擦力。

锯齿以增加摩擦力。

n内表面呈内表面呈楔形其锁紧作用。

楔形其锁紧作用。

2022/11/923HEICOLOCK楔入式锁紧系统楔入式锁紧系统n硬度应大于螺栓、硬度应大于螺栓、被连接件表面的被连接件表面的硬度硬度2022/11/924楔合过程楔合过程n在拧紧时，在拧紧时，HEICOLOCK保持静止，位保持静止，位移发生在楔形内表面之间，直至达到所需移发生在楔形内表面之间，直至达到所需要的预紧力。

要的预紧力。

2022/11/925锲形啮合锲形啮合锯齿压入锯齿压入开始拧入开始拧入楔形角楔