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【液态紧固】总结螺栓松脱的各式花招

Time: 2019-01-02| author:

1

一把改锥就能拆掉的文明

每个熊孩子打小都有拆东西的破坏欲

拿个小改锥到处鼓捣着拆东西

螺丝和螺母恰恰提供了这种条件

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这种平凡而神奇的紧固件

能让不管是多复杂的装置

轻轻松松拧几下就能拆解成零件

随手拧拧又能恢复如初

据说一辆捷达有10487颗螺丝钉

吉利则有8421颗

小到眼镜、钟表、最新潮的电子设备

大到各种工程设备、飞机大炮、船舶桥梁

近有深埋人体的心脏起搏器

远有独自在柯伊伯带溜达的新地平线号探测器 

地球文明几乎所有的造物

组装时都离不开螺栓和螺母


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毫不夸张的说

我们拥有的是一个

 

一把改锥就能摧毁的文明

 

螺栓之于工业的关系

如果非要用食物来比喻

与其等同于地区性主食大米(所谓工业之米)

莫不如比作人类餐餐不离的盐更加贴切

 

我们的身边充斥着各种

由螺栓和紧固件连接成型的机械

它们让人类更有效率、更有力量

将我们从枯燥繁琐的重复工作中拯救出来

它们任劳任怨,不怕脏累和危险

 

而我们所需要做的

仅仅是让它们保持最好的工作状态

 

至少,别散架呀

2

一颗螺丝引发的安全事故

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都说千里之堤,溃于蚁穴

别看螺栓个头小(相对所在设备而言)

真发起火来脾气可不小

轻则导致意外停机,降低生产效率

重则酿成大祸,造成巨大损失

历史上需要螺丝背锅的事故比比皆是


1990年6月10日

英国航空5390号班机在飞行过程中

驾舱的一块挡风玻璃突然飞脱

机长上半身被吸出机外

万幸在副机长努力下于南安普敦机场安全降落

除机长和抱住他的空乘外无人受伤

事故原因是驾舱刚更换过挡风玻璃

90颗固定螺钉里有84颗小于、短于标准

 

2009年9月中午用餐高峰期

广州工业大学食堂一台吊扇突然从天花板掉落

飞速旋转的电扇砸伤和划伤了2名学生

事故原因是固定电扇的螺丝掉落

 

2010年12月14日

深圳地铁1号线国贸站5号手扶电梯突然由上行倒转

致使25名乘客受伤

事故原因是扶梯主机固定螺栓松脱

其中1个被切断,令主机支座移位

驱动链条脱离链轮

在乘客重量的作用下,上行的扶梯下滑

 

2010年6月29日16时45分

深圳东部华侨城“太空迷航”娱乐设施的太空舱垮塌

造成6人死亡,10人受伤

事故原因是有一颗螺栓松动

 

2017年11月6日18时35分

深圳市威宏志五金制品有限公司一名女工

在操作冲床时被旁边突然倾倒的另一台冲床砸倒

经抢救无效死亡

原因是倒塌的冲床机底座上没有安装地脚螺栓

侧面应有2颗螺栓却只装了1个

且在长期作业中发生松动

最终重心失衡导致倒塌

 

。。。。

 

还有很多血淋淋的教训

每次看到这样的事故

吃瓜的我们总会怒向胆边生

 

不就随手拧个螺丝儿的事么

维修工都是干嘛的?

为啥总会发生这样的事故呢?

3

硬碰硬,拧再紧的螺栓也会回松

咱来看看螺栓的工作原理

它们是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力

循序渐进紧固器物的机件

 

因此螺栓紧固与否很大程度

在于和固定物的螺纹区域啮合是否紧密

 

然而,螺栓真的是拧紧了就一劳永逸么?

 

不管是螺栓螺母,还是被固定的材料

表面大都是硬的,不会彼此迁就

 

而机械的工作状态大多是带有重复性的运动

有的运动还伴随着剧烈的振动和冲击

在频繁的振动下

原本紧密咬合的螺纹

就会产生微小的缝隙甚至变形

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积累到一定程度

就会导致细微的位移和自旋

于是原本明明拧紧的螺栓就慢慢松动了

 

所以,有时候不能全赖维修工

机械必须定期维护以免发生事故

防止因螺栓松脱导致的突然停机

有时停机的代价也很昂贵的好不好

 

↓↓松脱的铁轨螺栓,潜在的出轨因素↓↓

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螺栓抖M的属性也被用于测试

来检测紧固件在一定频率和振幅状态条件下

施加横向动态载荷下的自锁性能(防松性能)

这就是容克振动测试

(Junker Vibration Test)

 

对不同螺栓进行容克振动测试对比

测试时先采用伺服自动拧紧装置

按设定的初始夹紧力或扭矩自动拧紧螺栓/螺母

之后根据设定的测试参数条件模拟振动环境

通过记录的各项技术指标分析紧固件

在轴力、松脱角度、振幅、水平推力等方面的变化

 

螺母垫圈哪家强?

 

明明看着很牢靠的

居然抖几下就松了

视频中的大多螺母垫圈还都是紧固性比较好的呢

 

哎呀呀呀,想想好恐怖

难道,天下就没不会松的螺丝么?


1

锁锁锁!不让螺栓松脱的花式流派

自打螺丝从中世纪出现在人类生活中到如今

工程师为让螺栓岿然不动

做出了几个世纪的不懈努力

产物则是各种安全锁线(Safety Wire)

各种垫圈(Washers)、防松螺母,以及安全螺栓

 

↓↓各种防松螺母↓↓

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防止螺栓松动的常用方法主要有3种

摩擦防松、机械防松和永久防松

 

前两种方法主要是利用

垫片、自锁螺母以及双螺母等

属于可拆卸防松

即螺栓在拆卸后还可以继续使用

而永久防松则是不可拆卸的

螺栓拆下来就坏了

 

机械君将这些解决问题的思路

大体分成了以下几个流派

破釜沉舟暴力抗拆流


简单说,就是拧紧后直接破坏螺纹

让螺栓卡死在逃脱的路上

 

这是最简单粗暴,不留后路的办法

它属于永久防松

当然,正常人一般不会用它

 

还有两种常用的永久防松方式

分别是点焊以及铆接

缺点是都会破坏螺纹紧固件

使其不能重复使用

护垫流


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往螺母下面和螺丝旁边加各种垫圈垫片

能够增加摩擦和缓冲

保护被连接件的表面不受螺母擦伤

分散螺母对被连接件的压力

 

垫圈的形式从最简单的平垫圈

到各种花式长耳朵、伸爪子、有螺纹、带弹簧的

材料有金属的,橡胶的

放一起琳琅满目,简直可以开个饰品铺子

 

这个流派比较有代表性的

是瑞典的NORD-LOCK防松垫圈

 

这是一种成对使用的

带有特殊凸齿面的垫圈

它们以独特的楔入制锁方式

形成了一个不会受任何振动或动力负载影响的

螺栓安全锁紧系统

 

NORD-LOCK防松垫圈的最大秘密

在于两个垫圈相扣的凸齿

夹角大于螺纹的夹角

 

振动发生时

两个垫圈中间的大齿面会发生错动抬升

但由于α角大于β角

螺栓被锁住无法松动

 

为确保NORD-LOCK垫圈独特的楔入制锁功能

接触面硬度不能超过NORD-LOCK垫圈

拆卸NORD-LOCK垫圈锁紧的螺栓时

大锯齿间会发生滑动

螺母/螺栓松开时

两个大锯齿错动会发出咔嗒声

 

NORD-LOCK可靠性很强,应用领域也很广

但是垫圈的放射状锯齿

会在接触面和螺栓头上留下清晰压痕

栓塞流


先在螺丝上打个眼

然后往里塞根东西卡住

这个呢,主要是防旋转

 

至于塞的东西嘛

呵呵,那就琳琅满目啦

有栓子,销子,卡子。。。还有别针

捆绑连坐流


跟上一流派类似

区别是在螺丝上打眼后的操作

 

螺栓会被一根金属丝捆起来

这种金属丝比铁丝强度和韧性都高

属于航空材料

学名Safety Wire,Lock wire,Locking wire

一般通过2股缠绕的方式

对紧固件做机械防松措施

 

嗯,捆好了。。。呃,栓哪儿呢?

栓隔壁螺丝上啊!!

 

一路捆过去,捆它全族

捆它个祖宗十八代一个活口都不留

 

这方法看上去很粗糙很原始很粗暴

但是挺管用,还很经济

能很好得防止因高频振动导致的松脱

尤其是在高温环境运作的发动机,涡喷等等

在飞机上能看到很多

 

缺点呢除了杂乱点,难看点之外

就是安装和拆卸很费时间

绞金属丝很大局限于操作工的手活儿

时间就是金钱

材料省下的钱全搭在时间上了

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填充流


螺纹硬碰硬容易磕伤

那咱塞一层软材料来缓冲一下呗

↓↓垫塑料↓↓

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在咱们日常生活中

还有一种思路类似但更灵活的解决方案

 

那就是水管工在拧紧管道前

缠绕在螺纹上的生料带

这种柔软轻薄的材料

一方面能够增强管道连接处的密封性

另一方面也是能填充螺纹之间的空隙

增加金属之间的摩擦

让螺纹不会那么容易松脱 

双保险流


螺母要拧俩

垫圈也要拧两个

成双成对的才保险嘛

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帽子戏法

市面上螺母的花样和垫圈有一拼

除了形式固定的螺母

还有一种可调螺母

在较大型的机械上比较常见

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变身流

类似于我们常见的膨胀螺丝

打入敌人内部再变身在内壁上卡紧

木工流

此流派的代表

是近两年在国内自媒体上特别火

在国外却没看到啥动静的

被誉为永不会松脱的的日本Hard Lock螺丝

 

日本人埋头研究这一对螺母

就研究了几十年

。。。。

 

还有很多流派就不一一罗列了

(其实是懒得分类编名字了)

咳咳,以上分类仅代表机械君个人观点

不能作为权威技术分类哈

 

总之,在结构层面上

工程师们十八般武艺尽出

献祭了无数脑细胞

1

粘粘粘!另辟蹊径的解决方案

一辆小车、一架飞机上有上万颗螺丝

光固定尾翼的螺栓就要2千美金一根

 

要想提升安全性

除了斥巨资将所有螺栓

都替换成带有锁固功能的高级货之外

就没有更弹性(简单)更友好(省钱)的方式么?

更何况根据容克振动实验

并不是每个方式都能完美解决回松问题

 

就像要找出生产线上的空盒子

可以花几十万升级生产线

也可以花几十块加台电风扇

每个问题都有不同的解决方案

殊途同归

 

不妨跳出框框,尝试一个完全不同的思路

直接改造现有螺栓

 

比如,拿胶粘!

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噗~~胶水?

胶水粘螺丝儿?502还是AB胶?

 

表笑,可不敢瞧不起胶水

最流弊的胶水能拉着整列火车跑呢!

胶水专列制作方法

 

取思普瑞美40804胶水_3克

表面经过清洁处理的铁块_2块

208吨重的火车_1列

 

将胶水涂抹在分别连着两头车厢的铁块表面

将两个铁块面对面,轻轻一压

晾晒30~60分钟后,胶水达到全固状态

就可以轻轻松松拉着火车看世界啦

 

▼胶水拉火车(54秒)▼

 

纳尼?谁家胶水这么流弊?

话说思普瑞美。。。不是卖口香糖的么?

 

这个用胶水粘火车,给图坦卡蒙粘胡子

把轮胎粘地上欺负大力士

把人粘在天花板上做吊灯的

老牌公司汉高思普瑞美( SUPREME RESOURCES)

(这也真是牛到没sei了有木有)

目前产品种类超过3000种

广泛应用于通用工业、民用粘合剂、工业粘合剂

汽车行业、金属工业、航天业务及电子业务

 

身为一家专注于应用化学方案商的公司

肯定不会突然改行去开火车

其实,他们的专业正是粘螺丝儿

 

嗯,给你的螺丝里

灌注一火车之力

看它还敢松不敢松!!!

 

人家姑娘有花戴

咱家螺丝用胶粘啦啦啦

1

变化万千无常形的液态防松

水善利万物而不争

液态的形式决定

思普瑞美可以满足市面上几乎所有的紧固件

从紧固到密封到维修的多样需求

以这次可以申请到小样的三款胶水为例

8342螺纹锁固胶

 

替代弹簧垫片,防止螺纹松动 ——

思普瑞美8342是一款厌氧胶,主要成分是甲基丙烯酸。

在无氧环境中接触金属离子后反应形成高聚物,粘度

1300-3000,是一种中等强度的金属专用螺纹锁固胶水

(拉火车的40804是高强度结构胶),适用于惰性金属

材料以及电镀处理过的材料,初固钢和不锈钢需10分钟

左右,黄铜只需5分钟,全固3小时。

思普瑞美8342可以在-55℃到180℃下工作,耐机油,

固化速度快、好拆卸。主要用来做螺纹锁固和主动维护,

防止震动导致的部件松动。

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1瓶50毫升的思普瑞美8342

能够完美取代660个M10型号的垫圈

 

 

8245螺纹密封剂

 

替代生料带,防止渗漏 ——

 思普瑞美螺纹密封剂呈膏状,可轻松涂

覆在金属管接头的螺纹之间,是密封管

道接头、防止体和液体泄漏的高效方法。

密封剂固化后会形成坚硬的热固性塑料,

能耐承受高达10000磅/平方英寸的压强,

耐压性好于大多数管道系统。

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8836圆柱固持胶

 

圆柱固持胶呈液态,它可填充两个

紧密贴合的圆柱面之间的整个空间,

固化成坚硬的热固性塑料后,将轴承、

轴衬和圆柱形部件固定到外壳内或轴上,

使组件结合成一体,应力分布均匀。增

强轴承和轴组件的最大载荷传递能力,

令组件3倍紧固。

 

提高圆柱形部件可靠性,得以实现连

续运行,减少摩擦腐蚀和避免昂贵的

机加工,是既经济又有效的解决方案。

 

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本期完结

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