軸承知識
不銹鋼緊固件咬死現(xiàn)象的工藝分析及改善措施
2021-04-07錢學寧 鄢家洪 高大偉 ??〗?/p>
(豫西工業(yè)集團有限公司,河南江河機械有限責任公司)
在不銹鋼緊固件產(chǎn)品裝配過程中,其中一組不銹鋼緊固件由于各類試驗需要反復拆裝,在這個過程中螺紋緊固件就會發(fā)生咬死現(xiàn)象,一但咬死,就造成后續(xù)試驗工作無法繼續(xù)嚴重影響試驗進度和交貨期,并且在后續(xù)使用過程中(需要拆裝)仍存在咬死的風險。
針對這問題,在查閱相關資料,并同時做了大量的試驗,認真分析了發(fā)生咬死的原因,結(jié)合不銹鋼緊固件使用的環(huán)境條件,找到改善不銹鋼緊固件咬死問題的措施。
原因分析
如圖一所示,將發(fā)生咬死的螺紋緊固件切開后,螺紋牙型處有金屬堆積粘和現(xiàn)象,從而造成裝配咬死現(xiàn)象的發(fā)生。
通過查閱相關資料,因不銹鋼本身的特性,決定了較其它普通緊固件更易發(fā)生咬死現(xiàn)象:
首先,不銹鋼材料本身有防腐蝕性能,其表面在受損傷后會繼而產(chǎn)生一層較薄的氧化層來防止進步銹蝕,當不銹鋼緊固件被鎖緊時,牙紋間所產(chǎn)生的壓力與熱量會破壞這一氧化層,使得金屬螺紋問發(fā)生阻塞或剪切,進而發(fā)生黏著現(xiàn)象。隨著反復的拆卸與裝配,這一現(xiàn)象會持續(xù)發(fā)生,Z終使不銹鋼緊固件完全鎖死,再也無法拆下,通常這一系列的阻塞→剪切→黏著→鎖死的一連串動作就發(fā)生在短短幾秒鐘內(nèi)。
其次,不銹鋼延展性好.在使用時產(chǎn)生的鋼屑易粘于螺帽牙型處,增加了摩擦力,隨著克服摩擦力的擰緊力逐步增大,這種咬死現(xiàn)象進一步加劇,特別是同類不銹鋼緊固件之間發(fā)生咬死的幾率遠高于其它咬死類型。
在生產(chǎn)過程中,依據(jù)圖紙技術要求,該組不銹鋼緊固件屬于同牌號的材質(zhì)。通過旋人試驗發(fā)現(xiàn),一旦旋人就會立即發(fā)生咬死現(xiàn)象,將螺母材質(zhì)調(diào)換為304材質(zhì),保持定位螺栓材質(zhì)不變,取該組螺紋緊固件做了輪試驗,在螺紋緊固件均合格的情況下,使用合適的扭力扳手旋人,發(fā)現(xiàn)次旋人后,螺紋牙型部分已出現(xiàn)金屬堆積,且外徑逐步增大,經(jīng)螺紋樣柱及樣圈檢驗后螺紋副不合格經(jīng)過兩次旋人旋出后已發(fā)生咬死現(xiàn)象。
在進行第二輪試驗時,在螺紋牙型處涂抹某種潤滑劑,同樣的試驗條件下進行旋入試驗,反復四次旋人旋出后,螺紋沒有發(fā)生咬死現(xiàn)象但是螺紋卻有少許金屬堆積。通過試驗,進一步驗證了不銹鋼螺紋緊固件易發(fā)生咬死的現(xiàn)象,但同時也找到了改善咬死現(xiàn)象措施之一。
解決辦法
結(jié)合試驗結(jié)果,提出預防不銹鋼螺紋咬死的方法:
1)潤滑處理。使用前適當添加潤滑劑(如40#機油、黃油、石墨等)來潤滑內(nèi)外牙紋,可減少摩擦,能有效改善咬死現(xiàn)象,由于生產(chǎn)的該型號產(chǎn)品有環(huán)境溫度的要求,通過相關試驗,選出了合適的潤滑劑,滿足(-60~+70)C的溫度條件要求。
2)控制旋人速度。用力過大或上鎖速度太快,溫度會急速上升而咬死,盡可能選用扭力扳手或套簡扳手,避免使用活動扳手或電動扳手,通過試驗確定該組螺紋緊固件扭矩為17N.m較為合適。
3)不同牌號的材質(zhì)使用。通過試驗,相同牌號的不銹鋼材質(zhì)一旦旋人即可咬死,故應盡量使用不同類型的不銹鋼材質(zhì),如奧氏體不銹鋼螺栓配馬氏體不銹鋼螺母等交錯搭配類型。
4)螺紋表面質(zhì)量。螺紋牙型間必須保持潔凈,牙紋粗糙或粘有異物(如有焊點及其它金屬屑夾雜在牙紋間)會增加摩擦,亦會導致鎖死。
5)螺紋加工方法。定位螺栓為我公司自行制造,在加工過程中,通過采用鋒利的刀刃,及時更換刀頭,使用合適的冷卻液,采用交叉式車削螺紋,從而保證定位螺栓螺紋的質(zhì)量,降低咬死的幾率。
結(jié)論
相同材料的使用、螺紋表面粗糙有雜物等均會增加咬死現(xiàn)象的發(fā)生,故采用以下措施來減少咬死的發(fā)生:
1)對螺紋精度表面質(zhì)量嚴格檢查,在每次裝配前均檢查螺紋表面,不能有雜物;
2)選擇合適的潤滑劑對螺紋牙型部分進行涂抹;
3)采用扭力扳手,設定合適的扭力,控制旋人旋出速度以及擰緊力;
4)改變螺紋件材質(zhì),盡量不使用同一系列材質(zhì)的螺紋緊固件。具體采用哪種措施預防咬死現(xiàn)象的發(fā)生,還需要根據(jù)具體的情況進行選擇。
來源:《機械工程師》 2015年第7期