淺談螺紋鎖固膠的選型與應(yīng)用

李柏樂，花慶寶

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

淺談螺紋鎖固膠的選型與應(yīng)用

李柏樂，花慶寶

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州 545007）

螺紋聯(lián)接是一種可拆卸的固定聯(lián)接，具有結(jié)構(gòu)簡單、聯(lián)接可靠、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。螺紋聯(lián)接包含擰緊技術(shù)與防松技術(shù)，螺紋聯(lián)接防松的方法很多，如機(jī)械防松、摩擦防松、螺紋鎖固膠防松等，其中，螺紋鎖固膠防松技術(shù)具有高效、便捷、可靠、成本低等特點(diǎn)，已在機(jī)械行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。重點(diǎn)闡述了在眾多螺紋鎖固膠產(chǎn)品的背景下，企業(yè)如何正確地選型與應(yīng)用螺紋鎖固膠。

螺紋聯(lián)接；防松技術(shù)；螺紋鎖固膠

雖然聯(lián)接所用的螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和工作溫度變化不大時(shí)不會(huì)自動(dòng)松脫，但是在沖擊、振動(dòng)和變載的作用下，預(yù)緊力可能在某一瞬間消失，聯(lián)接有可能松脫。高溫的螺紋聯(lián)接，由于溫度變化差異等原因，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象。所以設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接時(shí)，必須考慮防松問題。螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于防止螺紋副的相對運(yùn)動(dòng)。具體的防松裝置或方法很多，就工作原理來看，大致可分為利用附加摩擦、機(jī)械方法和破壞螺紋副關(guān)系及粘接防松。螺紋鎖固膠防松技術(shù)就是通過把螺紋鎖固膠填充到螺紋副間隙內(nèi)，將內(nèi)外螺紋粘接（固化）在一起以達(dá)到防松要求的一種粘接防松技術(shù)。

隨著新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)展，螺紋鎖固膠防松技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)。螺紋鎖固膠在得到廣泛應(yīng)用的前提下，生產(chǎn)螺紋鎖固膠的企業(yè)也在不斷增加，據(jù)了解，目前國內(nèi)生產(chǎn)螺紋鎖固膠的企業(yè)大概達(dá)到600多家。由于不同企業(yè)之間的技術(shù)能力、工藝水平及管理水平客觀上存在差異，導(dǎo)致不同企業(yè)生產(chǎn)的螺紋鎖固膠的性能必然也存在一定差異。螺紋鎖固膠作為一種粘接防松劑，其粘接性能直接影響到防松效果，因此企業(yè)在選用螺紋鎖固膠時(shí)，必須了解螺紋鎖固膠的性能，才能綜合成本和性能優(yōu)勢選擇合適的螺紋鎖固膠。此外，正確選型后，如果螺紋鎖固膠應(yīng)用不規(guī)范，其防松效果將大大降低，甚至起不到防松作用，這樣既浪費(fèi)金錢又增加了員工勞動(dòng)強(qiáng)度。所以在螺紋鎖固膠產(chǎn)品眾多的背景下，企業(yè)如何正確地選型和應(yīng)用螺紋鎖固膠非常關(guān)鍵及重要。

1 螺紋鎖固膠的選型

1.1 扭矩強(qiáng)度

螺紋鎖固膠的扭矩強(qiáng)度是防止螺紋松脫的一個(gè)重要指標(biāo)。扭矩強(qiáng)度直接反映出防松強(qiáng)度的高低。扭矩指標(biāo)分為破壞扭矩和平均拆卸扭矩。破壞扭矩即螺紋涂覆螺紋鎖固膠并固化后，螺栓和螺母發(fā)生相對位移（≈0°）時(shí)所測得的起始扭矩；平均拆卸扭矩即在 0°、90°、180°、270°、360°五個(gè)角度測得扭矩值的平均值。破壞扭矩和平均拆卸扭矩越大，說明螺紋防松強(qiáng)度就越高。

通過計(jì)算和驗(yàn)證可知，一般情況下（螺紋無損壞、無防松裝置等），螺紋聯(lián)接擰緊扭矩和拆卸扭矩的關(guān)系如（1）公式：

其中，

T拆為擰緊扭矩；

T擰為拆卸扭矩。

從式（1）可知，螺紋聯(lián)接在沒有使用任何防松措施的情況下，拆卸扭矩比擰緊扭矩大約小（20%～30%），即拆卸扭矩?fù)p失值=（20%～30%）擰緊扭矩。如果要求螺紋鎖固膠能夠起到良好的防松效果，那么螺紋鎖固膠的防松強(qiáng)度至少應(yīng)該彌補(bǔ)拆卸扭矩?fù)p失值部分，即：

所以，判斷螺紋鎖固膠防松強(qiáng)度是否達(dá)到要求的依據(jù)是：當(dāng)螺紋正確涂覆螺紋鎖固膠并固化后，拆卸扭矩和擰緊扭矩的關(guān)系應(yīng)達(dá)到公式（2）要求。

選型時(shí)也可以對螺紋鎖固膠進(jìn)行無預(yù)緊力條件下的扭矩強(qiáng)度對比試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果判斷不同品牌的防松強(qiáng)度。如圖1為螺紋鎖固膠品牌X和品牌Y的扭矩強(qiáng)度對比試驗(yàn)。

圖1 兩品牌螺紋鎖扭矩強(qiáng)度對比

試驗(yàn)方法：取20顆M20的螺栓和20個(gè)M20的螺母，10顆涂覆品牌X，10顆涂覆品牌Y，涂覆螺紋鎖固膠后立即帶上螺母。螺紋鎖固膠固化后使用數(shù)顯扭力扳手拆卸螺母，從0°開始讀數(shù)，每隔45°讀一次，直到360°為止。

試驗(yàn)結(jié)果表明，螺紋鎖固膠品牌X扭矩強(qiáng)度比品牌Y扭矩強(qiáng)度大，說明了品牌X的防松強(qiáng)度較好。

1.2 耐疲勞度

螺紋鎖固膠的耐疲勞度指標(biāo)指在一定交變載荷作用下，直至螺紋鎖固膠發(fā)生失效時(shí)的最大載荷交變次數(shù)。耐疲勞度指標(biāo)體現(xiàn)出其防松強(qiáng)度的持久性，所以企業(yè)選擇螺紋鎖固膠時(shí)，須了解該指標(biāo)，并作為一項(xiàng)重要的選型參考指標(biāo)來指導(dǎo)選型。目前螺紋鎖固膠行業(yè)內(nèi)還沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確指出多大的交變次數(shù)作為耐疲勞度指標(biāo)合格的參照。但有條件的企業(yè)可自己或委托第三方企業(yè)對螺紋鎖固膠進(jìn)行耐疲勞振動(dòng)試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果判斷耐疲勞度指標(biāo)的好壞。如下表1為兩種品牌螺紋鎖固膠涂覆在裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)罩螺栓的振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 螺紋鎖固膠振動(dòng)試驗(yàn)對比表

試驗(yàn)方法：在裝載機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)罩左右對稱兩側(cè)的螺栓分別涂覆不同品牌的螺紋鎖固膠，左邊螺栓涂覆品牌A,右邊螺栓涂覆品牌B，然后把機(jī)罩安裝在振動(dòng)臺上，設(shè)定一定的振動(dòng)頻率進(jìn)行振動(dòng)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)罩左右兩側(cè)對稱且螺栓規(guī)格一樣，可視為左右兩側(cè)螺栓的振動(dòng)工況一致。

表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，品牌A比品牌B的耐疲勞度差。

1.3 工作溫度

螺紋鎖固膠的工作溫度指標(biāo)指螺紋鎖固膠起防松作用的適應(yīng)溫度。該指標(biāo)體現(xiàn)螺紋鎖固膠的溫度適應(yīng)性。企業(yè)選型時(shí)應(yīng)該根據(jù)自己產(chǎn)品在客戶端的環(huán)境情況，選擇工作溫度合適的螺紋鎖固膠。比如一些長期在-30°～-40°工作的機(jī)械產(chǎn)品，選擇螺紋鎖固膠的工作溫度就應(yīng)該能適應(yīng)該低溫環(huán)境。

1.4 初固及固化時(shí)間

螺紋鎖固膠的初固時(shí)間指螺紋鎖固膠涂覆螺紋后初始固化時(shí)間；螺紋鎖固膠的固化時(shí)間指螺紋鎖固膠涂覆螺紋后完全固化時(shí)間。這兩項(xiàng)指標(biāo)主要影響到后期的生產(chǎn)工藝，因?yàn)樵诔豕虝r(shí)間前，螺栓（螺母）必須裝配到位，初固時(shí)間過后如需要拆卸螺栓（螺母），重新裝配時(shí)須更換螺栓并重新涂膠。螺紋鎖固膠的初固時(shí)間一般在10min～30min，固化時(shí)間一般在24 h～26 h，企業(yè)在選型時(shí)須根據(jù)自己產(chǎn)品的工藝情況考慮這兩項(xiàng)指標(biāo)。

1.5 其他

除了以上提到的指標(biāo)外，企業(yè)選型時(shí)還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)考慮螺紋鎖固膠密度、貯存穩(wěn)定性、耐介質(zhì)性、潤滑性、粘度等指標(biāo)。

2 螺紋鎖固膠的應(yīng)用

2.1 清洗

螺紋鎖固膠使用前，須對螺栓進(jìn)行清洗工作。因?yàn)槁菟菁y表面可能帶有防銹油、污垢等，如果不對螺栓進(jìn)行清洗工作，那么螺紋鎖固膠的防松強(qiáng)度會(huì)大大降低，甚至不起防松作用。如圖2試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明螺紋鎖固膠涂覆在有油污的螺栓上時(shí)，防松強(qiáng)度明顯降低。

許多生產(chǎn)螺紋鎖固膠廠家為了解決螺栓表面不干凈導(dǎo)致螺紋鎖固膠防松失效問題，為客戶提供了專業(yè)的清洗劑，清洗方便、效率高，一般在清洗后幾十秒就可以進(jìn)行涂膠裝配。

2.2 涂膠

正確的涂膠方法應(yīng)該將螺紋鎖固膠充滿整個(gè)螺紋副間隙部分，如圖3所示。

圖2 螺紋鎖固膠涂覆在有油污螺栓時(shí)防松強(qiáng)度試驗(yàn)

圖3 正確的涂膠方法

多涂導(dǎo)致螺紋鎖固膠的浪費(fèi)，并增加涂膠工作量；少涂將會(huì)導(dǎo)致螺紋鎖固膠的防松強(qiáng)度明顯降低，如圖4試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，少涂膠螺紋防松強(qiáng)度明顯降低。

圖4 少涂膠螺紋鎖防松強(qiáng)度試驗(yàn)

2.3 裝配

裝配時(shí)主要考慮初固和固化這兩項(xiàng)指標(biāo)對裝配的影響。螺栓（螺母）應(yīng)在螺紋鎖固膠初固時(shí)間前完成裝配。裝配后螺紋鎖固膠在初固時(shí)間前可進(jìn)行調(diào)整，超過初固時(shí)間，不應(yīng)再調(diào)整螺栓（螺母），如需調(diào)整須更換螺栓（螺母）并重新涂膠。

2.4 固化

裝配結(jié)束后，螺紋鎖固膠一般在24 h～26 h小時(shí)后完全固化，固化后螺紋鎖固膠起到防松作用。

3 結(jié)束語

目前螺紋鎖固膠粘接防松技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)，該技術(shù)的應(yīng)用將提升產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，減少外反饋，為企業(yè)創(chuàng)造品牌效益。因此，螺紋鎖固膠的選型和應(yīng)用非常關(guān)鍵及重要，選型和應(yīng)用工作的質(zhì)量將直接影響到螺栓防松效果。所以螺紋鎖固膠選型時(shí)，應(yīng)綜合考慮扭矩強(qiáng)度、耐疲勞度、工作溫度、初固及固化時(shí)間等指標(biāo)，選擇符合企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)的螺紋鎖固膠品牌；螺紋鎖固膠應(yīng)用時(shí)，應(yīng)規(guī)范應(yīng)用，編寫詳細(xì)、正確、完整的工藝指導(dǎo)文件。通過正確的選型，規(guī)范的應(yīng)用，提高產(chǎn)品螺紋防松能力，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值。

[1]楊可楨，等.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2009.

To Sketch the Selection and Application of Screw Glue

LIBai-le，HUAQing-bao
（LiugongMachinery Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi545007，China）

Threaded connection is a fixed connection.It has the advantages of simple structure,reliable,convenient assembly and disassembly etc.Threaded connection technology contains tightening and loosening,there are many methods to prevent bolts loosening,such asmechanical locking,friction locking,screw glue technology and so on,in which the screw glue technique is efficient,convenient,reliable and low cost,so it has been widely applied in mechanical industry.This article focuses on how to make correct selection and application of screw glue on the background ofmany kindsofscrew glue products.

threaded connection；technology of preventing bolt loosing

TQ437

B

1672-545X（2014）04-0202-03

2014-01-03

李柏樂（1986—），男，廣西玉林人，助理工程師，本科，主要從裝配工藝、產(chǎn)品工藝一體化工作;花慶寶（1986—），男，廣西北海人，助理工程師，本科，主要從裝配工藝、產(chǎn)品調(diào)試檢測工作。