【技术】螺栓连接是工业设备结构中最常用最方便的方法之一，但螺母的防松技术一直是困扰机械设计的难题。防松垫圈垫片、双螺母结构、凸缘压点螺纹等等自锁结构形式，都是为了使紧固的螺母免于自行松脱，尤其在振动较强的机械设备上更为重要。目前市面上的30°楔形螺纹可以说是螺母防松领域的既方便、可靠、实用，又效果良好的方法和技术。

30°楔形防松螺纹与标准内螺纹产品的技术对比

标准螺纹连接示意图

30°楔形螺纹连接示意图

一、普通标准螺纹容易松脱的原因

标准螺纹啮合后，啮合各牙的受力极不均匀。第一牙受力最大，第二牙次之，最后一牙最小甚至是悬浮状态，头两牙受力之和一般是螺栓张力的70％甚至80％。这是一种很不稳定的受力状态，在据烈振动及温差大的情况下前一牙的应力可能超过屈服点而发生塑性变形，造成松动。这也就容易理解标准螺纹头几牙容易磨损及滑牙了。

标准螺纹连接易松动的原因：

☉  螺纹公差

☉  表面光洁度

☉  电镀累积

☉ 螺纹牙型几何/不匹配侧面角

☉ 螺距误差累积

螺纹公差对比

表面光洁度对比

电镀积累对比

螺纹受力分析对比

螺纹牙型几何/不匹配侧面角

二、30°楔形螺纹防松原理及技术特点

内外螺纹啮合具有自动对中功能，可避免螺纹啮合时的受力偏载，避免了标准螺纹偏载下振动剧烈时整个啮合螺纹偏载一侧有可能的整体滑牙，同时对螺栓六角头部因垂直度不好或与接触面的平行度不好而造成的连接松动或六角头处容易发生的疲劳断裂有所缓解。

30°楔形螺纹由于配合面为楔形斜面（锥形螺旋面），使得旋合区各螺纹的受力极为均匀。

30°楔形螺纹防松原理

●  在30°楔形螺纹的阴螺纹的牙底处有一个30度的楔形斜面，当螺栓螺母相互拧紧时，螺栓的牙尖就紧紧地顶在阴螺纹的楔形斜面上，从而产生了很大的锁紧力。由于牙形的角度改变，使施加在螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴成60度角，而不是像普通螺纹那样的30度角。传统的60度角螺纹的法向压力P=1.15Pɑ；而30°楔形螺纹由于牙底有一个30度角的楔形斜面，其法向压力的角度、大小均有改变，法向压力P=2Pɑ。这样30°楔形螺纹与传统60度螺纹，二者的法向压力之比≈12∶7，防松摩擦力相应地增加了。30°楔形螺纹的楔形面还可以消除普通螺纹受力不均匀、脱扣咬死等问题。显然30°楔形螺纹法向压力远远大于扣紧压力，因此,所产生的防松摩擦力也就必然大大增加了。

内螺纹结构对比图

30°楔形螺纹技术优点

☉与标准外螺纹匹配

☉自锁旋转型特点

☉防松性能高

☉载荷分布均匀

☉自定中心性能

☉提高螺栓使用寿命

☉可重复使用

由此可知， 30°楔形螺纹克服了造成普通标准螺纹松动的几个根本原因，即横向间隙及各牙受力极不均匀现象，从而使它有良好的防松。从设计上解决了螺纹的松动这一问题。

光弹实验

光弹试验

疲劳实验对比

航空振动试验

试验设备说明

振动实验台：

SA60- T2000/PBAF

按下列参数进行振动试验：

波形：正弦；

频率：30 Hz；

全振幅：11.43±0.4mm。

振动30000次（16.7min）

30°楔形螺纹实验报告

安凯车桥第三方检验报告

安凯车桥第三方检验报告

成本分析-1

上海志恒防松螺母采用较高的制造精度，达到了较高的质量要求。取代进口，普遍应用于汽车、工程机械和各种工业设备上。目前国内使用30°楔形螺纹技术的地方越来越多，从技术角度来讲，该螺纹技术已经得到普遍认可，使用成本问题也越来越得到市场的认可，具体原因有一下几个技术点：

★目前由于这种技术普及率不是太高，丝锥量规没办法形成大规模生产。

★该螺纹精度要求很高，加工难度大。

★标准螺纹检具是一通一止，但30°楔形螺纹为一通两止，对产品本身的加工进度要求更高（主要包括螺母的孔径，垂直度等都有严格要求）。

★加工工艺的改变，标准螺母是先攻丝然后再做热处理，但是30°楔形防松螺母必须先热处理后攻丝来保证产品的稳定性，所以攻丝成本增加。

★产品报废率高。为保证产品质量，检验批次和频率都要增加。

三、综合分析

从技术角度看，30°楔形防松螺母：

–无需加任何介质，产品稳定性好；

–30°变压型结构，绝对加强的防松性能;

从成本角度看，30°楔形防松螺母:

–与传统六角螺母使用成本基本持平;

–比凸缘压点螺母成本低30%左右；

–反复拆卸可达50次，有效降低客户使用成本。

（分会秘书处报道）

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