[發明專利]增大緊固件工作表面摩擦系數提高其防松功能的方案

在審

• 申請號: 201710227277.1
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106837982A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 俞苗根
• 申請（專利權）人: 華和平
• 主分類號: F16B43/00
• 分類號: F16B43/00;F16B39/24;F16B37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及增大緊固件工作表面摩擦系數提高其防松功能的方案，特別是能廣泛應用在對緊固件防松要求嚴格、可靠的場合，極大地提高其防松功能有效的方法，屬機械領域。

背景技術

自從前人發明并應用平墊圈、彈簧墊圈、波形墊圈及螺紋緊固件以來，上述緊固件各品種在各行各業的設備、設施上都得到廣泛應用，成為人類不可忽缺的經典產品，在今后很長的年代里都不會退出市場被淘汰。

但其與生俱來的缺點是，在靜態的工作環境中由于自身有一些防松功能，特別是標準的螺紋緊固件均具有自鎖的功能。但在振動頻繁，交變應力較大的設備設施上卻顯得無能為力，甚至一籌莫展，現實中因緊固件防松功能不可靠，而釀成的設備事故屢屢發生，傷人事件比比皆是。

由于高速鐵路的普及，大型橋梁的出現，對螺紋緊固件及各類緊固用零部件的防松要求都提出更加迫切的需求。為此，各國相關的技術人員做了大量的試驗研究，如采用彈簧墊圈、尼龍嵌緊螺母、變形螺紋螺母、雙螺母并緊方式、扣緊螺母等一系列防松或自鎖的緊固件品種，來提高緊固件的防松功能，但對于重要的場合仍然成效甚微。

近年來，由美國、日本、瑞典、德國等國的技術人員研發的一批高端防松緊固件應運而生，充實在國際緊固件高端市場上，例如美國的施必牢螺母，日本的偏心螺母，瑞典的史特牢墊圈……等，其共同的特點都屬于摩擦力鎖緊的范疇，并采用增大正壓力的方式提高其與被聯接件之間的靜摩擦力來提高防松功能。

眾所周知，靜摩擦力等于正壓力乘以摩擦系數，即F＝μQ，式中F為靜摩擦力即預緊力，μ為兩物體間的摩擦系數，Q為正壓力，正壓力Q數值越大兩物體間的靜摩擦力F越大。當靜摩擦力大于兩物體間的滑動摩擦力時，該兩物體間不會產生滑移，對緊固件而言，則不會產生松動，但是正壓力Q值又不能無限大，一般其數值只能取緊固件材質屈服極限的0.5～0.7倍，而緊固件無論是平墊、彈墊或螺栓螺母及被聯接件絕大多數均為碳鋼等鋼材，其間的摩擦系數在0.1～0.15之間，因此即使正壓力再大，兩者相乘之后其數值則很小，故靜摩擦力就很小，當其數值小于滑動摩擦力時，兩者間就會產生滑移，就會造成松動。這就是緊固件產生松動的根本原因。

發明內容

本發明根據F＝μQ的原理，只要兩物體被緊固后，其工作表面不發生相對位移，即不產生滑動摩擦現象，始終處于靜摩擦狀態，就可以有效、可靠地阻止緊固件被松脫。為此在正壓力Q一定的情況下，只要增大μ值，即兩物體接觸面間的摩擦系數數值，也可達到緊固件防松的目的。

本發明采用增大緊固件工作表面間摩擦系數提高其防松方案其目的就是利用μ值被提高后則其靜摩擦力得以大幅提高，可有效地阻止其間產生相對滑移，也就實現了緊固件緊固后，在惡劣的振動環境中不產生松動，阻止事故發生。其增大緊固件工作表面間摩擦系數的方法如下，在緊固件平墊圈、彈簧墊圈、波形墊圈、螺母的工作表面噴涂一層摩擦系數數值較高的非金屬材料；采用磁性材料制成的磁性墊圈；以及采用當量摩擦系數的方法增大螺紋緊固件與被聯接件工作表面之間的摩擦系數數值來提高上述各緊固件的防松功能。具體的方法是在平墊圈、彈簧墊圈、波形墊圈的工作表面至少一面，最好雙面，采用靜電噴涂的工藝方式，固化一層摩擦系數數值較高的橡塑材料。同樣也在螺母的前端表面，即與被聯接件接觸的工作表面，采用靜電噴涂的工藝方式固化一層摩擦系數數值較高的橡塑材料。并且，采用收縮螺母的壓縮原理，可參見本人專利申請號為201611164322.5名稱為“徑向鎖緊的防松止退螺母”一文，使其間的螺紋副螺牙間的摩擦，由鋼材對鋼材的摩擦，轉變成鋼材對橡塑材料，從而提高其間的摩擦系數數值。并且采用徑向收縮的裝置，其間的正壓力直指螺栓軸心線的徑向，則其間的摩擦系數也轉變為當量摩擦系數，又可以提高螺紋副間的摩擦系數數值。

此外，采用橡膠磁鐵，釹鐵硼磁鐵作為原材料制成的磁性較強的磁性墊圈，在螺母緊固后，其與螺母工作表面及被緊固的聯接件工作表面間，由于磁性力的作用，使其間摩擦系數大大增加，產生的摩擦阻力也可在螺母擰緊后提高緊固件的防松功能。