Uvolněníšroub a maticeSpoje jsou běžným problémem poruch ve strojírenství, který byl vždy horkým tématem výzkumu v průmyslu spojovacích prvků. Na základě praktických zkušeností s montáží a skutečných pracovních podmínek tento dokument třídí běžné struktury proti povolování šroubů a matic, rozvádí princip fungování, použitelné scénáře a vlastní vady každé metody proti povolování-. Mezitím vysvětluje základní mechanismus dlouhodobého -anti{5}}povolování samojistících matic-a poskytuje spolehlivé reference pro-výběr spojovacích prvků na místě a formulaci procesu montáže.
1. Běžné typy a principy proti-uvolňováníŠrouby a matice
1.1 Dvojitá matice proti uvolnění- (Anti{2}}uvolnění butt Nut)
Také známý jako anti{0}}uvolňovací matice. Poté, co jsou dvě matice proti sobě utaženy obráceně, bude mezi nimi generována spojitá axiální tlaková síla, která bude působit na kontaktní plochy se záběrovým závitem. Čím pevněji jsou obě matice zajištěny, tím větší je normální tlak na kontaktní plochy závitu a také třecí moment mezi páry závitů. Jakékoli rotační uvolnění matic musí překonat velkou třecí sílu mezi zabírajícími závity. I když vnější zatížení během provozu zařízení kolísá, zvedací tlak mezi dvěma maticemi zůstává konstantní, což zajišťuje udržitelný účinek proti-povolování.
Použitelné scénáře: Vhodné pro šroubové spoje s nebo bez požadavků na předpětí, použitelné pouze pro pracovní podmínky s mírnými vibracemi a stabilním zatížením.
Nevýhody: Zabírá velký axiální instalační prostor, omezenou -kapacitu proti uvolnění a snadno selže při silných vibracích.
1.2 Hard Lock Konkávní-konvexní-uvolňovací matice
Anti{0}}povolovací matice Hard Lock se skládá ze spodní konvexní matice a horní konkávní matice pro odpovídající použití. Spodní konvexní matice využívá excentrické obrábění s mírným odsazením středu, aby hrála roli klínového bloku; horní konkávní matice je zpracována do standardního soustředného kruhu bez středové odchylky. Spojovací povrchy horní a spodní matice jsou všechny zkosené konkávní-konvexní povrchy, které po utažení tvoří mechanickou samosvornou-strukturu podobnou zaklínování kladivem.
Malé axiální předpětí může generovat obrovský radiální zajišťovací tlak na povrchy kuželového kloubu. Tlak je přenášen na závity v záběru synchronně, což výrazně zvyšuje třecí moment na kontaktních plochách závitů i na konkávních-konvexních kuželových plochách. Mechanicky blokuje tendenci otáčení závitu a poskytuje vynikající výkon proti povolování-.
Použitelné scénáře: Použitelné pro šroubové spoje s požadavky na předpětí nebo bez nich a lze jej použít pro dlouhodobý-provoz v náročných pracovních podmínkách s vysokofrekvenčními{1}}vibracemi a střídavým zatížením.
Nevýhody: Vyžaduje extrémně vysokou přesnost obrábění pro excentrickou strukturu, obtížný výrobní proces a vysoké pořizovací náklady.
1.3 Spiralock Anti-povolovací matice
Základním konstrukčním prvkem matic Spiralock je 30° klínový{1}}šikmý sklon obrobený u kořene vnitřních závitů. Když jsou šrouby a matice utaženy a do sebe zapadnou, špička závitů šroubu těsně tlačí na klínový -sklon vnitřních závitů a vytváří vysokou- tuhou zajišťovací sílu.
U standardních běžných závitů je úhel mezi normální kontaktní silou na povrchu závitu a osou šroubu 30 stupňů. Závity Spiralock mění úhel profilu závitu, díky čemuž dosahuje úhel 60 stupňů. Normální tlak párů závitů je mnohem větší než axiální upevňovací tlak, což výrazně zlepšuje třecí odpor a důkladně omezuje rotační uvolnění závitu.
Použitelné scénáře: Platí pouze pro spojovací konstrukce vyžadující stabilní předpětí a spojované části nesmí být vyrobeny z příliš měkkých materiálů.
Nevýhody: Anti-uvolňovací účinek zcela selže, jakmile se předpětí šroubu sníží; větší utahovací moment je nutný k překonání třecího odporu mezi zuby závitu k dosažení požadovaného předpětí šroubu.
1.4 Dělená pružinová podložka proti uvolnění-
Poté, co je matice utažena, aby se zploštěla dělená pružinová podložka, podložka generuje kontinuální elastickou odrazovou sílu, aby udržela vnitřní a vnější závity těsně u sebe. Třecí moment tvořený konstantní přítlačnou silou zabraňuje otáčení matice. Mezitím se ostré řezné hrany u děleného otvoru zapustí do spodního povrchu matice a povrchu spojených částí, což dále brání vzájemnému otáčení matic prostřednictvím fyzického zajištění.
Omezení aplikace: Nevhodné pro spoje s ultra{0}}tvrdými povrchy spojů; řezné hrany se nemohou zapustit do tvrdých substrátů a zcela ztratí funkci proti uvolnění. Rovněž se nevztahuje na spoje vyžadující vysoké předpětí, protože urychluje útlum předpětí šroubů.
1.5 Kónická pružinová podložka proti uvolňování-
Sdílí stejný princip proti-povolování jako běžné dělené pružné podložky, spoléhá se na elastickou odrazovou sílu po stlačení, aby stlačily páry závitů a realizovaly třecí anti-povolování. Ve srovnání s běžnými dělenými pružinovými podložkami mají kónické pružinové podložky vyšší strukturální tuhost a mohou poskytovat větší axiální tlak při stejném kompresním zdvihu, čímž poskytují lepší stabilitu a výkon proti povolování.
Omezení aplikace: Stále není vhodné pro vysoce{0}}přesné spojovací díly s přísnými požadavky na předpětí.
1.6 Nord-Lock Dvouvrstvá-samouzamykací-podložka
Tento druh podložek se používá v párech, s velkými -úhlovými nakloněnými zuby na jedné straně a radiálními protiskluzovými- vroubkováním na druhé straně. Při montáži jsou dvě podložky instalovány obráceně se šikmými plochami zubů proti sobě. Po utažení se vnější radiální zoubky pevně zakousnou do čela matice a povrchu připojené části, aby zcela zafixovaly vnější kontaktní plochy, přičemž zůstane pouze relativní klouzání mezi vnitřními šikmými plochami zubů dvou podložek.
Když mají šrouby tendenci se povolovat a otáčet, klínový zvedák mezi vnitřními šikmými povrchy zubů bude generovat axiální zvedací sílu. Vzdálenost zvedání generovaná podložkami je větší než axiální vzdálenost zvedání způsobená uvolňováním nití, což zpětně blokuje tendenci nití povolovat a dosahuje trvalého účinku proti povolování-.
Omezení aplikace: Nelze použít pro ultra-tvrdé nebo ultra{1}}měkké povrchy kloubů. Podložka má specifický směr instalace a při opačné instalaci ztrácí funkci proti uvolnění. Je také neplatné pro uvolněná spojení bez předpětí.
2. Základní princip-neuvolňováníSamosvorné-matice
Dlouhodobý-výkon proti-ztrácenísamojistné-maticepochází ze speciálně optimalizované ne-standardní struktury vláken.
30° klínový{1}}sklon je zpracován u kořene vnitřních závitů samojistných matic-. Po záběru a utažení špičky závitů šroubů pevně přitisknou ke klínovým -úkosům, aby vytvořily vysokou- mechanickou zajišťovací sílu. U standardních běžných závitů ve tvaru V- 60 stupňů je úhel mezi normální kontaktní silou a osou šroubu 30 stupňů, zatímco u samosvorných závitů se tento úhel změní na 60 stupňů, což vede k zásadní změně stavu napětí.
Porovnání mechanické síly: Při stejném axiálním napětí šroubu P0 je normální přítlačná síla standardních běžných závitů pouze 1,15 P0, zatímco u samosvorných závitů dosahuje hodnoty 2P0. Poměr sil těchto dvou je asi 7:12, což výrazně zlepšuje třecí sílu proti uvolnění párů závitů.
Samozamykací vlákna navíc řeší inherentní nerovnoměrné namáhání běžných vláken. U konvenčních 60stupňových závitů ve tvaru V- nesou první a druhý závit v záběru 70 %~80 % celkového zatížení, zatímco zbývající závity nenesou téměř žádné zatížení. Při dlouhodobých-vibracích a střídavém zatížení jsou přední závity náchylné k selhání přetížení, což má za následek rychlý útlum zajišťovací síly, uvolnění rotace závitu, rovnoměrné zadření a stržení závitu.
Samosvorné{0}}závity rozdělují zatížení rovnoměrně na všechny závity v záběru prostřednictvím klínových{1}}šikmých sklonů a realizují synchronní namáhání všech závitů. Zabraňuje lokálnímu selhání přetížení závitu, zásadně eliminuje uvolňování šroubů způsobené vibracemi a dosahuje -bezúdržbového dlouhodobého-účinku proti-povolování.
