采礦機(jī)械緊固件振動(dòng)松脫及有效防松

云剛　李秉奇　王照宏

【摘 要】振動(dòng)篩的特點(diǎn)之一，就是它在工作過(guò)程中機(jī)體要產(chǎn)生振動(dòng)。為此，對(duì)它的緊固件防止松動(dòng)問(wèn)題就要求人們給予很大的重視。緊固件因振動(dòng)出現(xiàn)松脫，造成采礦機(jī)械出現(xiàn)機(jī)械故障，影響正常作業(yè)。針對(duì)采礦機(jī)械緊固件的振動(dòng)松脫，采用合理的防止措施，避免機(jī)械裝置部件失效。本文對(duì)采礦機(jī)械緊固件振動(dòng)松脫問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，探討有效防止采礦機(jī)械緊固件振動(dòng)松脫的策略。

【關(guān)鍵詞】采礦機(jī)械 緊固件振動(dòng)松脫 防止松脫 緊固件防松

1 引言

采礦機(jī)械多采用螺紋聯(lián)接方式，一旦出現(xiàn)螺母松動(dòng)，必然造成預(yù)緊力消失或減小，將會(huì)導(dǎo)致各種破壞或損壞。如何有效防止采礦機(jī)械緊固件因振動(dòng)出現(xiàn)松脫，一直是機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)關(guān)注的重點(diǎn)。為防止緊固件因振動(dòng)松脫，必須要對(duì)緊固件松脫原因進(jìn)行分析，采用針對(duì)性改善策略，有效防止緊固件松脫。

2 采礦機(jī)械緊固件松動(dòng)機(jī)理

早在1969年德國(guó)科學(xué)家Junker發(fā)現(xiàn)：往返式的橫向振動(dòng)是螺紋緊固件產(chǎn)生松脫的最主要原因。

3 采礦機(jī)械緊固件振動(dòng)松脫有效防止措施

3.1 摩擦防松、控制預(yù)緊力

控制安裝預(yù)緊力是防止螺紋緊固件松動(dòng)的經(jīng)濟(jì)有效措施之一，這種方法利用螺紋的自鎖條件，不需要對(duì)螺栓、螺母結(jié)構(gòu)做任何改動(dòng)，通過(guò)保證合適的預(yù)緊力來(lái)防松。對(duì)于安裝控制要求特別高的使用場(chǎng)合，采用直接控制的方法，在安裝過(guò)程中測(cè)量預(yù)緊力，并加以控制，目前常用的方法有采用帶測(cè)力裝置的安裝機(jī)，如液壓安裝機(jī)，對(duì)螺栓施加規(guī)定的軸向負(fù)荷，使其產(chǎn)生彈性變形，在旋緊螺母，完成裝配。也有采用測(cè)量螺栓應(yīng)力或應(yīng)變形的方法測(cè)定預(yù)緊力，據(jù)此進(jìn)行安裝控制。一般情況下，直接控制安裝預(yù)緊力需要使用專門(mén)的裝置或掌握專門(mén)的技術(shù)，難予推廣。為了以經(jīng)濟(jì)的方法獲得滿意的預(yù)緊力，更多的采取間接測(cè)量和控制預(yù)緊力的方法，即扭矩控制法。扭矩控制法通過(guò)扭矩系數(shù)將預(yù)緊力換算成裝配扭矩，使用定扭矩或測(cè)扭矩裝配機(jī)或扳手控制裝配扭矩，或利用緊固件自身結(jié)構(gòu)保證擰緊扭矩（如扭剪型螺栓連接副），間接達(dá)到控制預(yù)緊力的目的。為了達(dá)到預(yù)期的目的，要求連接副的扭矩系數(shù)能預(yù)先準(zhǔn)確測(cè)定，并保證同批零件的扭矩系數(shù)離散性不大。

3.2 有效力矩型緊固件

在普通的緊固件結(jié)構(gòu)上添加有效力矩部分構(gòu)件，從而形成有效力矩型緊固件，有效力矩緊固件的主要作用是連接副中，從而增加不跟隨外力變化而變化的阻力矩。通常情況下，在螺母部分增加有效力矩緊固件。全金屬類的有效力矩緊鎖螺母，將有效力矩部分減薄，開(kāi)槽后收口，或者利用螺母體上的螺紋加工使螺母體發(fā)生徑向或軸向變形，在轉(zhuǎn)配過(guò)程中內(nèi)外螺紋的局部發(fā)生干涉現(xiàn)象，從而產(chǎn)生有效力矩。全金屬有效力矩型緊鎖螺母對(duì)加工工藝要求較高，但能有效控制力矩，避免緊固件松脫。此外，可以采用在螺母內(nèi)部增加金屬?gòu)椥栽姆绞剑饴菁y在裝配時(shí)發(fā)生彈性元件的變形，從而產(chǎn)生有效力矩。這類螺母可能會(huì)劃傷螺紋表面，但對(duì)嵌件和彈性元件的位置要求較精確。非金屬嵌件有效力矩型鎖螺母的有效力矩部分為無(wú)螺紋的尼龍環(huán)，裝配時(shí)靠外螺紋在尼龍環(huán)上攻出螺紋，依靠嵌件的彈性變形從而產(chǎn)生有效力矩，防止出現(xiàn)松脫，面臨振動(dòng)和沖擊惡劣工況時(shí)，可以多次使用。

3.3 使用墊圈

使用墊圈是有效防止采礦機(jī)械緊固件振動(dòng)松脫的重要措施，較為常用的墊圈包括彈性墊圈、彈簧墊圈和平墊圈三種方式。彈性墊圈利用扭曲的齒和擰緊的螺母直接的摩擦，促進(jìn)螺紋副軸身壓的跟進(jìn)，從而使局部嵌至支承面上，達(dá)到防止松脫的目的。彈簧墊圈通過(guò)利用自身彈性所形成的軸向力，提高連接的彈性，缺點(diǎn)是橫向振動(dòng)放松效果較差。平墊圈主要用來(lái)改善支承面的接觸狀態(tài)，提高支承面的摩擦系數(shù)，達(dá)到防止松脫的目的。彈性墊圈容易劃傷零件表面，具有較好的防止松脫的效果。

3.4 直接鎖住

鎖緊止動(dòng)元件的螺絲和螺母后，為了防止螺栓和螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)常采用增加止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲和使用開(kāi)口銷(xiāo)等方式防止松脫。止動(dòng)墊圈依靠墊圈自身的塑性變形來(lái)卡住螺母，但是在拆卸過(guò)程中，要先將墊圈壓平后才可松動(dòng)螺母，不利于經(jīng)常拆卸。在螺母和螺栓頭部金屬絲孔內(nèi)穿入低碳鋼絲，將多個(gè)螺栓和螺母都串聯(lián)在一起，發(fā)揮相互制約作用，從而達(dá)到防止松動(dòng)的目的。使用開(kāi)口銷(xiāo)和開(kāi)槽螺母配套使用，具有較為可靠的防松效果。

4 結(jié)語(yǔ)

采礦機(jī)械緊固件因振動(dòng)松脫造成的影響較大，針對(duì)振動(dòng)松脫的具體原因進(jìn)行分析，采用合理的緊固件防止振動(dòng)松脫方式進(jìn)行改善，逐步提高機(jī)械緊固件穩(wěn)定性，從而確保采礦機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：云剛（1985—），男，蒙古族，內(nèi)蒙古呼和浩特人，機(jī)械技術(shù)員，現(xiàn)就職于內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤(rùn)礦業(yè)分公司。