戴光群,高喜財,康 艷
(1.黑龍江商業(yè)職業(yè)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011;2.中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司,浙江 寧波 315000;3.牡丹江市龍江電力設(shè)備有限公司,黑龍江 牡丹江 157000)
機械設(shè)備螺紋聯(lián)接件常用的防松措施是螺母和彈簧墊圈,其結(jié)構(gòu)簡單實用,但可靠性差,另外在本例中曲柄軸螺紋公稱直徑較大,不適合制作非標(biāo)準(zhǔn)的彈簧墊圈。目前,曲柄銷螺紋緊固件一般采用以下幾種形式:
雙螺母鎖緊形式是常用螺紋緊固方式,它具有結(jié)構(gòu)簡單,制作方便、可靠性強等優(yōu)點,應(yīng)用十分廣泛,但在實際使用過程中,所表現(xiàn)出來的效果并不十分理想,分析原因如下:
內(nèi)外螺紋聯(lián)接所采用的配合一定為間隙配合,這種間隙不僅體現(xiàn)在徑向,而且還體現(xiàn)在軸向,如果沒有間隙,螺母就不可能旋上螺栓,如圖1所示,內(nèi)螺紋1的左側(cè)貼緊外螺紋的右側(cè),內(nèi)螺紋向外螺紋施加一個向右的軸向力,這樣就能起到緊固作用,同時我們可以看到內(nèi)螺紋與外螺紋之間所存在的間隙,在設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動時,這個間隙會使內(nèi)外螺紋產(chǎn)生松動,隨著設(shè)備的運行,這種松動會逐漸加大,直到曲柄銷脫落。
雙螺母防松是依靠雙螺母旋緊后產(chǎn)生的軸向力,使兩個螺母分別撐緊外螺紋兩個側(cè)面,如圖2所示。對比圖1和圖2,我們可以發(fā)現(xiàn),內(nèi)螺紋1的鎖緊表面發(fā)生轉(zhuǎn)變,圖1采用內(nèi)螺紋的右側(cè)鎖緊,而圖2是內(nèi)螺紋的左側(cè)鎖緊,這一轉(zhuǎn)變過程是在操作者用扳手?jǐn)Q緊內(nèi)螺紋2的過程中實現(xiàn)的,這就要求設(shè)計人員精確計算兩個螺母的旋緊力大小、精確計算螺母1初始擰入位置、精準(zhǔn)加工內(nèi)外螺紋,使其間隙保持在一個相對穩(wěn)定的范圍內(nèi),否則極有可能出現(xiàn)圖3所示“內(nèi)螺母空套現(xiàn)象”,內(nèi)螺紋1的存在毫無價值,和一個平墊圈沒有區(qū)別,在這種情況下,圖1和圖3的效果是一樣的,雙螺母防松失去了意義。
該形式是在單螺母或雙螺母旋緊的基礎(chǔ)上,在曲柄軸的軸端增加一個壓蓋,用于壓緊螺母。該形式有一定的效果,但還沒有從根本上解決螺母松動的問題,因為該方案的設(shè)計者沒有注意到:防止螺紋松動的根本條件,就是內(nèi)外螺紋之間要有一定的軸向力,從而產(chǎn)生足夠的摩擦力,以阻止內(nèi)外螺紋產(chǎn)生相對滑動,這個軸向力很重要,該形式采用軸端加壓蓋,壓緊力與螺紋之間的力方向相反,這無疑減小了軸向力的合力,因而,防松效果并不理想。
筆者對以下情況進行分析,雙螺母緊固的形式還是可以采納的,只不過需要加以改進。雙螺母在松動時,兩個螺母之間仍然是貼緊的,基本上是同步松動,因此,能不能設(shè)計一種結(jié)構(gòu),讓兩個螺母在產(chǎn)生松動趨勢的同時,越擰越緊呢?
正反扣螺母結(jié)構(gòu)就是為解決以上問題而設(shè)計的新型結(jié)構(gòu),螺母1采用反扣粗牙螺紋、內(nèi)螺母2采用正扣細(xì)牙螺紋,兩螺母牙部與同側(cè)外螺紋貼合,旋緊時,先將內(nèi)螺紋1旋入,并擰緊,而后將內(nèi)螺紋2旋入,也需要擰緊,但力量較上一螺紋略小,要同時使用兩把扳手,一把扳手控制住已經(jīng)擰好的螺母1,另一把扳手?jǐn)Q緊螺母2。在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中,一旦發(fā)生螺紋松動,兩螺母貼合緊密,且同步退扣,無論螺母向哪個方向旋轉(zhuǎn),總有一個螺母越旋越緊,而且兩個螺母螺距不同,粗牙在內(nèi),細(xì)牙在外,在螺母同向旋轉(zhuǎn)相同角度的情況下,兩螺母會夾得更緊,這種結(jié)構(gòu)能夠很好地起到防松作用。
另外,對曲柄銷而言,曲柄銷和曲柄銷套的錐度至關(guān)重要,因為它的精度直接影響曲柄軸的穩(wěn)定性,一些抽油機生產(chǎn)廠家的裝配工人沒有按照生產(chǎn)工藝要求安裝曲柄銷套,企業(yè)也沒有給配備壓力機,安裝曲柄銷套時使用大錘砸,這樣野蠻操作勢必破壞曲柄銷套內(nèi)表面精度,使銷、套之間產(chǎn)生縫隙。正確地設(shè)計和安裝方法是:曲柄銷套采用壓力機壓入曲柄,且用緊定螺釘加以固定。
圖1 單螺母旋緊
圖2 雙螺母旋緊
圖3 內(nèi)螺母空套現(xiàn)象
圖4 正反扣螺母