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螺纹锁固厌氧胶的应用解决了紧固件松脱难题

来源:    时间:2013-5-16 14:27:58    阅读:1057 次

    钉子、铆钉、螺丝等紧固件的发明帮助人类从石器时代迈入太空时代。但是紧固件的松脱却在前进发展的道路上造成了很多减速障碍和凹坑。
    保持紧固件的紧固密封并不如表面看起来那么容易,自螺母和螺栓的发明问世起,工程师便一直在尝试探索可阻止紧固件意外松脱的方法。
    一、为何紧固件会松脱
    螺纹紧固件主要用于在张力作用下夹紧物体。将旋转作用力或扭矩施加在紧固件上进而将拉伸螺栓(就像拉伸弹簧一样),并产生张力,进而产生夹持荷载。该夹持荷载在摩擦力作用下固定在螺纹头处和配合螺纹之间。
螺纹锁固
    当夹持荷载或张力降低时便会发生装配故障。人们考虑导致夹持荷载消失的原因第一个想到的就是“振动”,实际上,螺纹之间的摩擦力消失才是松脱的真正根源。导致螺纹滑动或发生位移的有三个原因:弯曲、差热效应和外施荷载(如振动、冲击和震动)。因螺母和螺栓螺纹之间存在移动空隙,导致夹紧力自行松脱和消失,这种情况下,螺栓便自行退绕,这便产生了紧固件松脱。一般不到100次的侧面移动便会发生螺栓完全松脱。一个紧固件松脱而振动产生,则会导致另一紧固件松脱,以此类推,最终造成设备故障和停机。
 二、螺纹锁固
    之前,人们想到了各种方法和设备来降低或防止螺纹紧固件的松脱。如使用保险丝和开口销来配合带钻孔的螺母和螺栓。这些措施虽然有效,但亦有严重的缺陷。每个紧固件必须长度正确,须对准每个单独的螺栓钻孔。
    随着紧固件制造技术的提高,人们想到了越来越多复杂的螺纹锁固方法,包括弹簧线圈、锁紧螺帽或尼龙嵌件。这都大大提高了装配的成本,在提高金属-金属之间的摩擦力方面却没什么效果。
    三、厌氧螺纹锁固剂
    厌氧胶是单组分液体树脂,当填充到配合表面内时,在无空气(氧气)和存在金属离子的情况下,可快速固化成坚硬的固体。
    根据厌氧技术,螺纹锁固剂可以做到机械辅助措施无法实现的功能:它们可在涂抹螺栓上,完全填满连接螺纹之间的微小间隙。组装完后,在无空气和存在金属离子的情况下,螺纹锁固剂可固化为坚硬的固体,从而防止螺纹之间的相对移动。固化的粘合剂有很高的粘合强度,可连接配合件,实现最佳装配强度。用螺纹锁固剂锁固密封螺纹部件,无需改变紧固件特征或更改扭矩-张力的关系。而且传统的机械辅助措施相比,螺纹锁固剂的成本更低。
    根据具体的需要,可使用不同等级的螺纹锁固剂。厌氧螺纹锁固剂易于使用和清除。中低强度螺纹锁固剂固定的坚固件使用普通的手工工具清除。高强度螺纹锁固剂固定的紧固件则可加热清除。
    四、螺纹锁固剂的优势  
    1.螺纹锁固剂固定效果更佳
    厌氧螺纹锁固胶可将紧固件固定到位,解决了造成紧固件松脱的根本原因——螺纹滑动和位移。采用螺纹锁固剂固定的紧固件可以保持更好的夹持荷载。
    可以在动态测试机器中测试负载下的紧固件来有效地评估紧固件的性能。测试后紧固件保持的夹紧力越大,则装配的可靠性越高。在横向冲击和振动机器进行测试时,螺纹锁固剂的性能远远优于机械锁紧设备的性能。使用螺纹锁固剂固定的螺栓在1,000多个循环之后几乎没有损失夹紧力。而机械锁固的紧固件在测试之后便立即损失了夹紧力。(见下图)
螺纹锁固
2.螺纹锁固剂成本低
    专用螺母或垫圈的价格是螺纹锁固剂的5倍以上。机械设备还需要大量成本高昂的库存才能确保有适当的型号和尺寸。
    使用液体螺纹锁固胶还可防止腐蚀、密封螺纹、减少毛边。螺纹锁固剂同时还具有润滑性,可在装配过程中控制扭矩大小。
五、选择适当的螺纹锁固剂
为了确保紧固件发挥最优的性能,装配过程中一定要选择适当的螺纹锁固产品。
    在选择螺纹锁固产品时,需要考虑各种关键因素:抗剪强度、固化速度、填充间隙和工作环境。
    抗剪强度:螺纹紧固件可能处在不同运动状态下、有时需要拆卸以进行维修或保养而将部件固定在一起。
    固化速度:螺纹锁固剂的固化速度受各种因素的影响,包括温度、基底金属、表面处理、部件之间的间隙和表面清洁度等。使用化学底漆可加速固化,实现更高的强度。
    填充间隙:大部分螺纹紧固件与其配合表面之间总是存在一定的间隙。螺纹锁固剂是触变性液体,可以快速填满螺纹紧固件的间隙,无需移动至部件的其它部位。
    工作环境:选择液体螺纹锁固剂时应考虑化学阻力和工作温度。