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施必牢楔形螺紋技術(shù)及在商用車上的應(yīng)用
施必牢楔形螺紋技術(shù)及在商用車上的應(yīng)用
汽車裝配離不開螺紋緊固件。但是，普通螺紋緊固件（自由旋轉(zhuǎn)型）有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，即在劇烈震動(dòng)中會(huì)自行松脫， 繼而導(dǎo)致被連接部件發(fā)生疲勞破壞，從而使得部件及整車損壞、解體甚至于曾發(fā)生過輪胎飛出的事故并釀成慘禍。 為解決普通螺紋緊固件的松脫問題，汽車行業(yè)采用鎖片、銷釘、有效力矩型螺母等方法， 在一定程度上延緩了普通螺紋緊固件自行松脫的時(shí)間，然而卻無法根本解決問題。楔形螺紋結(jié)構(gòu)從根本上解決了緊固件松脫問題。
楔形螺紋
楔形螺紋技術(shù)
楔形螺紋又稱自鎖內(nèi)螺紋、預(yù)載荷鎖緊螺紋、施必牢（SPIRALOCK）螺紋，是一種新型的不加任何鎖緊機(jī)構(gòu)但具有鎖緊功能的內(nèi)螺紋， 其防松能力大大
高于有效力矩型螺母， 在世界上已被許多先進(jìn)國(guó)家使用。 目前有美國(guó)軍方螺紋標(biāo)準(zhǔn)《NASM85353-2000楔 形 防 松 螺 紋》 和我國(guó)機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn) 《JB/T10971-2010;30°楔形防松螺紋》。
楔形螺紋牙型與普通螺紋牙型基本相同。 區(qū)別主要是在內(nèi)螺紋的大徑上有一個(gè) 30°的 楔 形 斜面，見圖 1。 與普通螺紋一樣，楔形螺紋采用通、止規(guī)
檢驗(yàn)。但關(guān)鍵的區(qū)別點(diǎn)是要控制楔形斜面的尺寸。楔形螺紋的量規(guī)共有三個(gè)，兩個(gè)通規(guī)和一個(gè)止規(guī)。
與楔形螺紋配用的是標(biāo)準(zhǔn)的普通外螺紋。 當(dāng)螺栓擰入內(nèi)螺紋時(shí)，螺栓螺紋的牙頂擠壓楔形斜面，由此產(chǎn)生鎖緊力矩。 鎖緊力矩的大小與外螺紋的擠壓力有關(guān)，也就是與螺栓的預(yù)緊力有關(guān)。 預(yù)緊力消失，鎖緊力矩也就不存在了。因此，這種螺紋的鎖緊方式稱為“自由旋轉(zhuǎn)型”。要實(shí)現(xiàn)鎖緊效果，裝配時(shí)必須施
楔形螺紋螺母優(yōu)勢(shì)
綜上所述，楔形螺紋螺母優(yōu)勢(shì)如下：
1）可靠的抗震防松性能；
2）可顯著地提高螺母及螺栓的使用壽命；
3）可重復(fù)使用；
4）不受溫度劇烈變化的影響，應(yīng)用環(huán)境范圍廣泛；
5）自由旋轉(zhuǎn)型，一直到擰緊時(shí)才需施加力矩，方便裝卸；
6）尺寸規(guī)格不受限制；
7）與普通外螺紋匹配；
8）無需任何輔助鎖緊元件，如彈簧墊圈、止動(dòng)墊片等；
9）對(duì)克服軟質(zhì)材料（如鋁合金）滑牙問題有顯著效果。
紋的擰緊力矩時(shí)，預(yù)緊力很快地喪失、直至螺紋副連接失效。 因此，根據(jù)楔形螺紋的受力圖分析，楔形螺紋施加的緊固扭矩要比標(biāo)準(zhǔn)螺紋螺母大一些，試驗(yàn)證明，即使施加與標(biāo)準(zhǔn)螺紋螺母相同的緊固力矩，楔形螺紋螺母的防松性能也顯著高于普通螺紋螺母。 一般推薦楔形螺紋螺母施加的緊固扭矩超過普通螺紋緊固件扭矩 15%～20%這一數(shù)值。
在商用車上的應(yīng)用效果
楔形螺紋在商用車上得到廣泛的應(yīng)用， 特別是應(yīng)用在商用車的中后橋、變速器、車輪、柴油機(jī)、傳動(dòng)軸等關(guān)鍵零部件上面。
某礦山車的中后橋應(yīng)用案例
某礦山車開發(fā)性試驗(yàn)中， 中后橋的橋殼聯(lián)結(jié)部位出現(xiàn)漏機(jī)油的現(xiàn)象、 還發(fā)現(xiàn)橋殼螺絲孔出現(xiàn)縫隙、聯(lián)結(jié)螺栓折斷等質(zhì)量問題，平均下來新裝車輛行駛時(shí)間不到 24 h， 行 駛 里 程 不 到 100 km 就開始漏油。 行駛時(shí)間不到 72 h，行駛里程 300 km就得重新全部更換一次緊固件。 *突出的狀況就是汽車在滿載正常行駛中不到 20 km， 就 發(fā) 生 嚴(yán)重漏機(jī)油故障。 不得不重新更換緊固件。 而每更換一次緊固件就造成車輛無法工作， 加上維修工人的工資，每次更換緊固件都得花 200～300 元。 如橋殼開裂報(bào)廢損失巨大，重新更換一個(gè)新的橋殼，成本至少在 4000 元 以 上。 通 過 對(duì) 中、 后 車 橋 機(jī) 油
泄漏現(xiàn)象分析， 發(fā)現(xiàn)主要原因是緊固件連接處發(fā)生松動(dòng)、導(dǎo)致橋殼發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，從而使得他們之間的連接螺栓折斷，橋殼的螺絲孔出現(xiàn)裂隙，機(jī)油是從這些裂隙中泄露的。
解決方案為采用楔形螺紋螺母， 加工和裝配的要求為：
1）外螺紋加工時(shí)不得有脫碳層出現(xiàn)，螺紋外徑尺寸一定要保證符合圖紙要求；
2）裝配前保持各零部件安裝面的清潔；
3）裝配時(shí)對(duì)外螺紋表面潤(rùn)滑；
4）預(yù)緊力矩?cái)?shù)值比普通螺紋提高 10%～15%；
5）對(duì)強(qiáng)制復(fù)緊也進(jìn)行了規(guī)定。
變速器
某重型汽車公司在生產(chǎn)的重型汽車的四輪驅(qū)動(dòng)變速器采用楔形螺紋絲錐制作箱體上的螺紋孔。 以前緊固的方法包括有三個(gè)部分，即適用 8 級(jí)的螺柱，加一定的擰緊力或擰緊力矩。一個(gè)鎖緊墊圈片和一個(gè)螺母。用了楔形螺紋后，不僅簡(jiǎn)化了裝配工序， 而且還消除了箱體表面上的螺柱松脫問題。
施必牢楔形螺紋技術(shù)及在商用車上的應(yīng)用