每年,冬季赛斯的粉丝们看到雪地摩托车的赛车手对抗元素和重力定律,表现出惊人的壮举 - 包括长距离跳跃和双背翻转。粉丝们没有看到的是雪地摩托的每个螺栓接头内的紧固件和振动之间的持续争斗。

北极星工业公司(Polaris Industries Inc.)是一家领先的雪地摩托制造商,它赞助了参加雪地越野赛车场的北极星车队。该队的成员经常在极限运动和其他雪地越野赛项目中赢得奖牌。北极星的设计工程师总是指定在紧固件上使用乐泰螺纹锁,以确保它们的安全。

北极星工业(Polaris Industries)雪地摩托产品经理杰森•米勒(Jason Miller)表示:“我们在所有SDI发动机上都安装了螺纹锁柜(用于紧固件)。”“一个非常关键的界面是引擎和底盘之间的安装,那里有极端的振动和温度变化。”

Loctite 242螺纹锁与手动泵一起应用到坐骑上。该泵确保组装者使用正确的产品数量。Loctite 243适用于雪地摩托的驱动离合器果酱螺母,以及离合器的蜘蛛组件。

螺纹锁器是专门设计用于防止由于振动引起的紧固件松动的四种产品之一。另外三个是特殊螺钉,螺栓和螺母。所有这些都有助于保持螺栓连接,因为它们首次组装的那天强大。

原因和影响

虽然振动是紧固件松动的一个常见原因,但制造商不应该认为它总是原因,Ken Gomes, revic工程和产品开发副总裁建议。松动可能是由于预埋造成的预紧力丢失的结果,这种情况发生在紧固件安装过程中,配合金属表面发生扭曲、变形或尺寸变化。嵌入导致紧固件松弛,容易疲劳失效。

松动的另一个原因是接头材料和螺纹紧固件之间的摩擦系数不同。在螺纹、螺钉头下方或螺母表面的摩擦的任何减少都可能导致接头的总体夹紧力的减少。

北美博萨德经常测试它与Schatz美国的分析测试仪提供的紧固件。该装置遵循ISO 16047国际标准来确定机械紧固件的几个紧固特性。这包括总摩擦系数;螺纹、端头或螺母轴承表面的摩擦系数;屈服极限预紧力;和破坏力量。Bossard的应用工程师乔·斯蒂芬(Joe Stephan)说,他的公司经常用这种设备来测试提供给约翰·迪尔公司的紧固件。

腐蚀、关节上的不平衡负载和不适当的螺纹锁定补丁都可能导致紧固件松动。破坏不锈钢紧固件和螺母上的氧化物涂层的补丁可能会使它们磨损或冷焊在一起。如果在磨损开始后继续拧紧,紧固件头可能会拧断或螺纹脱落,增加松动的可能性。

紧固件可能受到一种或多种类型的振动,包括轴向、横向、轨道(偏置圆形)和随机振动。根据接头的不同,振动的组合可能会使紧固件松动或对其没有影响。他们甚至可能收紧关节。

轴向或平行振动沿紧固件轴线运行,在延长的一段时间内可以将预载量减少30%至40%。如果这种振动严重,它也可能导致螺母的周期性扩张。垂直于螺栓轴的严重横向振动可能导致预载的完全丧失。

“振动撞击紧固件以确切的直角是最糟糕的,”戈麦斯解释。“通过反向旋转运动导致松动,这是阻力最小的路径。波动的振动也很糟糕。它在紧固件中连续刺戳,所以说话,导致它松开。“

在德国工程师Gerhard Junker命名的Junker测试使制造商能够确定螺栓接头在由横向振动引起的剪切载量进行剪切装载时损失其预载荷的点。在1969年开发,测试持续62秒,在此期间紧固件经受2,000个横向振动的循环。每个循环的行程长度等于紧固件直径的10%。该测试是国际紧固件标准DIN 65151和DIN 25201-4的一部分。

组装产品经常在过境时经常体验波动的振动。根据Jarrod Neff,营销经理,各种形式的运输车辆,铁路或空运振动到产品的缺失工业产品营销经理。缺陷专门从事自动紧固系统。

“卡车或飞机摇晃箱子,箱子里面摇晃产品,”Neff说。“真的很难将产品与振动隔离。因此,我们通常将半光线Loctite Blue Threadlocker应用于每个紧固件并制作小涂料标记,以指示螺栓头的顶部应在紧固件正确拧紧时。“

较轻,较小的产品的持续趋势往往会增加联合振动的振动量,Semblex Corp. Simpson的质量和工程副总裁Gene Simpson表示这两种趋势有时有时会在彼此串联工作。例如,较轻的材料振动更多,而较小的紧固件通常可以处理较少的振动。结果,除非考虑设计选项来解决这种风险,否则小型轻质产品的紧固件更容易松动。此类选项包括特殊线程设计,螺纹锁定材料或锁紧螺母。

疲劳的紧固件会开裂,尤其是高应力连接处,以及那些固有的微裂纹和其他缺陷。如果这些紧固件断裂,它们可能会向外推进,而不是简单地掉在地上,对工人和设备构成威胁。

良好的振动闭锁装置

与螺丝相比,消费电子产品制造商越来越喜欢特殊的微型紧固件,如TA型粘销紧固件。PennEngineering的高级应用工程师道格·麦克劳德(Doug McLeod)说,一家制造商使用按入式的TackPin紧固件来组装电脑键盘,因为键盘不会因为振动而松动或退出。

“100多个螺钉,每个螺丝用螺纹锁贴片处理,手动安装以将超薄薄膜连接到键盘内的非常薄的基板,”McLeod解释。“现在,需要更少的引脚,并且使用自动化机器(DWFritz Automation Inc.制造的M1500制作)大约需要一分钟。”

数十亿个Taptite和Taptite 2000螺纹成型螺钉每年安装,主要由福特电机公司,通用汽车公司及其第一供应商处的汇编器。与具有三角角螺纹的标准螺钉不同,这些重型螺钉具有三角螺纹主体,其具有三角形横截面而不是圆形的螺纹。

螺纹形成期间的三叶形状需要低扭矩。它还产生强大的配合线,用于高振动和剥离。GOMES说,原始的Taptite螺钉具有60度螺纹,尽管2000系列上的螺纹侧面具有凸出半径型材,但允许在较低扭矩下形成螺纹。

remic的fasttite 2000和Powerlok II紧固件也具有三叶螺纹。可选的下齿在FasTite 2000增加了抗松动和剥离薄金属应用。Powerlok II的双角螺纹形式具有30度的尖端,创造“存储能量”锁定。这种锁定动作不受振动或温度的影响。Powerlok II型螺钉用于螺纹螺母。

另一种螺纹成型螺钉是Semblex的Rolok。每个螺纹的特点是三个不对称的瓣,形成螺母或螺母成员的配合螺纹。

辛普森说:“由于它的螺旋形机身,该紧固件完全与铝c形孔道和非圆孔接合。”“一旦安装,它的螺纹几何形状具有自然的抗振动能力。”

可用于钢、铝、青铜、黄铜和任何具有足够延展性的不锈钢,以形成匹配的螺纹。辛普森说,它被广泛应用于许多行业,包括汽车、电子、重型设备和家庭娱乐。

对于塑料应用,Semblex提供Delta PT螺纹成型螺钉。它的30度螺旋角迅速退回到20度角,允许塑料在安装过程中不受阻碍的流动。螺杆的侧翼产生剪切区域,产生较高的夹紧载荷。

辛普森说,螺钉的成角度芯直径减少了螺纹成型期间的应力,而低螺旋角度控制在动态应用中拧回螺钉。这两种功能最大限度地利用塑料接合。整体设计通过减少蠕变并增加断裂扭矩来提高关节稳定性。

各种行业的制造商 - 从潜水艇到家具 - 使用螺母N'Bolts 434 SpearLocker来自Hernon Manufacturing Inc.其触变性的属性允许易于应用,Notes Edgardo Rodriguez是Hernon Manufacturing Inc.的销售和营销主任。

蓝色的锁线器非常适合螺纹紧固件和螺母,是镀或由钝化物质,如不锈钢。它可以应用于非原始表面和无氧治疗。处理过的紧固件和螺母可以用标准的手动工具拆卸。

Hernon也定制制定螺纹锁锁器。Rodriguez表示,一家电子制造商将自定义ThreadLocker应用于用于组装特种消费无线电的紧固件。对于该大容量施用,螺纹锁器被配制成保持紧固件在避免低于冻结温度。

2010年,Henkel Corp.基于专有研究推出了几种强大的螺纹锁锁,确定了不需要紧固件清洁或启动的产品的市场需求。一个是Loctite 243,一种通用,中强蓝色螺纹锁器。

汉高公司的市场开发经理Doug Lescarbeau说,这种无底漆螺纹锁可以承受来自切削、润滑、防腐和保护液等各种油的轻微表面污染。在高温环境下(高达180摄氏度),它在0.25- 0.75英寸宽的紧固件上表现良好。处理过的紧固件可以用手动工具拆卸。

另一个强大的螺纹锁定器是Loctite 263,可提供永久锁定和密封。红色产品特别适用于高强度应用,例如泵壳中的螺柱上的电动壳体和螺母。它的粘度为450厘泊。

该公司还制造了Loctite 2047,一种专门与添加剂配制的Threadlocker,以与无金属防扣润滑剂达到通常实现的润滑性。其缓慢固化型材允许在固化之前在一个组件中扭转多个螺栓。所有Loctite Threadlockers都能治愈Anaerobally。

自锁紧固件也可提供防震功能。无论施加多少轴向载荷,来自PennEngineering的扭矩、自锁锁紧螺母和螺母都保持一个紧固件的安装扭矩值。SL型锁紧螺母有变形螺纹和三凹型锁紧功能,防止由于振动而松动。麦克劳德说,汽车制造商用它们来固定内门部件。

介绍近期,PEM型LA4自动铆接浮动螺母具有椭圆挤压螺纹,可调节高达0.03英寸以确保配合孔对准。La4坚果安装成薄薄的不锈钢板。另一个锁定紧固件,CFN型用于近距离应用。由于螺丝进入CFN螺母的尼龙环(蓝色或黑色),螺纹螺距直径的干涉产生普遍的扭矩。

“当关键申请螺栓安装正确时,尽管极度持续的振动,它们总是保持紧张,”戈麦斯结束。“如果他们没有,我们的车就会像我们开车一样崩溃。”

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