内六角圆柱头螺栓多重防松措施设计.pdf

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1、第２期（总第２０１期）机械工程与自动化No．２２０１７年４月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONApr．文章编号：１６７２‐６４１３（２０１７）０２‐０２００‐０２内六角圆柱头螺栓多重防松措施设计唐羽（武警水电第二支队，安徽合肥２３１１３１）摘要：内六角圆柱头螺栓应用广泛，螺栓松动会造成严重后果。首先描述内六角圆柱头螺栓沉头孔的相关设计，接着介绍了施必牢螺纹、MJ螺纹两种特殊螺纹，最后提出了多重防松措施设计，以尽量提高螺栓联接的可靠性。关键词：内六角螺栓；多重防松；设计中图分类号：T

2、H１３１畅３文献标识码：B0引言０．５d、钻孔深度最大为３d，这样不仅可以防止攻丝时螺栓联接采用三角螺纹时，由于螺纹升角比较小，丝锥断裂，还可以保证足够的锁固力。［１］具有一定的自锁性。当静载荷作用且工作温度变化不大时，这种自锁性可防止松脱。但是在变载、振动、冲击、工作温度变化很大时，螺栓联接则可能松动。螺栓联接松动往往会造成严重后果，因此，螺栓联接设计必须考虑防松，而且要考虑多重防松。［２］螺栓的防松方法有自由旋转型、有效力矩型、机械锁固型、永久防松型、粘接型和结构型６种。自由旋图１内六角圆柱头螺栓图２内六角

3、圆柱头螺栓沉头孔转型防松主要有加弹簧垫圈、采用对顶螺母等；有效力沉头孔尺寸示意图的相关深度尺寸示意图矩型防松采用自锁螺母等；机械锁固型防松采用槽形2施必牢螺纹螺母和开口销防松、圆螺母和止动垫片防松、串联钢丝施必牢螺纹的牙型是非对称性的（见图３），在内防松等；永久防松有冲点、焊接等；化学防松主要是粘［３］螺纹的牙底处有一个３０°的楔形斜面（普通螺纹是合；结构防松主要包括唐氏螺纹防松、加TOP‐LOCK６０°V形螺纹），而相配合的螺栓螺纹仍是标准螺纹。防松垫圈等。但是，对于内六角圆柱头螺栓而言，由于结构上的限制，前

4、面很多防松措施无法采用，因此必须采用一些特殊的防松措施。1内六角圆柱头螺栓沉头孔设计内六角圆柱头螺栓沉头孔尺寸按照GB１５２．３－１９８８枟紧固件圆柱头用沉孔枠设计（见图１），沉孔尺寸图３施必牢螺纹的牙型应保证将内六角圆柱头螺栓的头部包容进去，并且考由于牙形角度改变，使施加在螺纹间接触所产生虑在孔口进行适当的倒角，以保证不与螺栓的圆角干的法向力与螺栓轴成６０°角，而不是像普通螺纹那样涉并且不划伤人手。的３０°角，拧紧时外螺纹的牙顶就紧紧地顶在施必牢［４］内六角圆柱头螺栓沉头孔的钻孔深度、攻螺纹深螺纹的３０°楔形

5、斜面上，从而产生很大的锁紧力，防度、螺钉的拧入深度可以参考文献［２］中的表５‐１‐５３止出现相对于母螺纹的横向移动。由于施必牢螺纹法进行设计（见图２），该表格推荐了不同材质（钢和青向压力远大于扣紧压力，因此所产生的防松摩擦力必铜、铸铁、铝）、不同尺寸规格的相关设计。然也大大增加。无论本体采用何种材质，内六角圆柱头螺栓的拧3MJ螺纹入深度不超过２倍公称直径、攻螺纹深度最多为２d＋MJ螺纹又称为高强度螺纹，属于加强螺纹，是在收稿日期：２０１６‐０９‐２６；修订日期：２０１６‐１２‐２８作者简介：唐羽（１９８２‐），

6、男，重庆江津人，工程师，本科，长期从事部队设备管理工作。２０１７年第２期唐羽：内六角圆柱头螺栓多重防松措施设计·２０１·普通螺纹基础上发展起来的，主要用于航空航天紧固。松柱的大外六角会限制螺栓松动，可以起到很好的防MJ螺纹（见图４）与普通螺纹（见图５）相比，在基松效果。本牙型、加工方法、尺寸规格３个方面不同。MJ螺纹的基本牙型比较特殊，其外螺纹小径的［５］削平高度由H／４增大到５H／１６，螺纹的牙底与牙侧由光滑圆弧连接，既增大了螺纹的小径又增大了螺纹牙底圆弧半径，这些因素明显减小了螺纹承载时的应力集中，从而极大

7、地提高了MJ螺纹的抗拉强度和疲劳寿命。图６防松柱图７施必牢螺纹＋胶粘＋防松普通螺纹一般采用车削程序，而MJ螺纹是采用柱的防松设计４．３施必牢螺纹＋胶粘＋防松柱＋防松垫热处理后滚压成型，并且螺纹头的圆角采用冷滚压工艺加工（普通螺纹头是车制不冷滚），这样使螺纹的流与４．２方案类似，区别在于防松柱只有一个外六角头，内六角螺栓的沉头孔按照标准设计，另外设计一线保护比较好，也可以有效地减少螺纹承载时的应力个防松垫（见图８），上面有一个内六角与防松柱配套，集中，从而极大地提高了螺纹的抗疲劳寿命。还有一个内螺纹用于把防松垫固

8、定在设备本体上。在另外，虽然MJ螺纹来自于普通螺纹，但是其螺施必牢螺纹、胶粘、防松柱、防松垫的多重作用下，可以栓、螺母的尺寸规格与普通螺纹的不完全相同，所以两达到很好的防松效果。者不能互换。图４MJ螺纹的牙型图５普通螺纹的牙型4内六角圆柱头螺栓多重防松设计４．１施必牢螺纹或MJ螺纹＋胶粘图８施必牢螺纹＋胶粘＋防松柱＋防松垫组合防松设计内螺纹必须采用施必牢丝锥制或MJ螺纹专用丝5总结锥加