一種驗證預涂膠螺釘防松性能的振動試驗方法

鄧智

（珠海格力電器股份有限公司，廣東珠海 519070）

1 引言

螺紋聯接具有簡單、可靠、便于調節的優點，是現代結構和機械設備中應用最為廣泛的連接結構。一般的螺紋聯接具有自鎖性，在產品運輸或產品本身運動（轉）部件中，聯接處需要經受沖擊、振動、溫度變化等作用，易出現預緊力下降而松動，從而造成聯接松脫，導致安全、質量事故。近年來，國內外科研人員及工程技術人員在防松方面進行了大量研究，提出了諸如基于摩擦力矩防松原理的梯形螺紋、細牙螺紋，基于破壞螺紋副運動關系原理的厭氧膠粘接、螺帽開槽等大量有效的防松方法和措施［1，2］。本文針對近年新出現的預涂膠螺釘防松性能進行了探討，確定了一種驗證螺釘防松性能的有效方法。

2 預涂膠螺釘防松的原理

預涂膠螺釘防松是將主要成分為聚酰胺的有機樹脂通過高溫等方式永久固化在螺釘螺紋上，使螺紋在鎖緊過程中工程塑料被擠壓產生反作用力，增加螺紋螺牙間摩擦力，從而達到防松的作用。此種防松方式方便可靠，可重復使用，具備良好的經濟性和實用性，在汽車、家具、家電、工程機械等行業應用十分廣泛，如圖1、2 所示。

圖1 預涂膠螺釘

圖2 所涂膠的GC-MS 裂解測試譜圖

3 防松性能試驗方案

對于螺釘等緊固件防松性能的鑒定，國軍標《GJB715.3A 緊固件試驗方法振動》［4］中規定有試驗方法。依據規定方法對預涂膠螺釘進行驗證發現，預涂膠螺釘長期未出現松動現象，且國軍標規定的夾具對長度的適應性差。

為有效評估預預涂膠螺釘的防松性能，確定涂膠螺釘與未涂膠螺釘、不同生產商預涂膠螺釘之間防松性能的差異，經大量試驗研究對比驗證，確定參考國軍標及結合相關文獻［5］制作如圖3 所示夾具，參照表1 所示條件進行試驗。

圖3 夾具示意圖

4 試驗方案的應用實例

針對某預涂膠螺釘，按上述方案，取A、B、C、D 四廠家預涂膠螺釘與未涂膠螺釘各10 件，其中未涂膠螺釘與預涂膠螺釘為同一批次，按規定力矩擰緊至振動試驗工裝后進行振動試驗至松動止，記錄松動所經歷時間如表2。

表1 振動試驗條件

將結果用MiniTAB 對數據進行單因子方差分析得到箱線圖如圖4，對四廠家預涂膠螺釘振動試驗結果進行單因子方差分析如表3。

S=17.62，R-Sq=28.73%，R-Sq（調整）=22.79%。

由上可得出結論如下：（1）各廠家預涂膠螺釘的防松性能優于同批次未涂膠螺釘。（2）由四廠家預涂膠螺釘振動試驗結果的單因子方差分析，P=0.006，說明四廠家預涂膠螺釘防松性能之間存在顯著差異。對于差異的產生，經驗證與未涂膠螺釘加工精度及預涂膠膠層厚度有關。

圖4 振動試驗結果的箱線圖

表3 振動試驗結果的單因子方差分析

5 結語

本文針對預涂膠螺釘防松性能大幅提高問題，確定了一種新的振動試驗方法，能有效區分預涂膠螺釘與未涂膠螺釘、不同廠家未涂膠螺釘間防松性能的差異，可應用于預涂膠螺釘質量控制。

［1］高毅華，張家全.螺紋副的防松技術［J］.汽車工藝與材料，2000（12）：14-17.

［2］張小亮，趙曉華.機械設備中螺紋防松新方法［J］.機械工程師，2003（7）：56-57.

［3］姚敏茹.螺紋聯接防松技術的研究應用與發展［J］.新技術新工藝，2006（6）：26-28.

［4］GJB 715.3A-2002，緊固件試驗方法 振動［S］.

［5］金玫，等.振動試驗夾具在可靠性試驗中的應用［J］.航空標準化與質量，2004（50）：39-43.