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        采礦機械緊固件振動松脫及有效防松

        2016-01-04 09:35:19云剛李秉奇王照宏
        中國科技縱橫 2015年23期

        云剛 李秉奇 王照宏

        【摘 要】振動篩的特點之一,就是它在工作過程中機體要產生振動。為此,對它的緊固件防止松動問題就要求人們給予很大的重視。緊固件因振動出現(xiàn)松脫,造成采礦機械出現(xiàn)機械故障,影響正常作業(yè)。針對采礦機械緊固件的振動松脫,采用合理的防止措施,避免機械裝置部件失效。本文對采礦機械緊固件振動松脫問題進行簡單分析,探討有效防止采礦機械緊固件振動松脫的策略。

        【關鍵詞】采礦機械 緊固件振動松脫 防止松脫 緊固件防松

        1 引言

        采礦機械多采用螺紋聯(lián)接方式,一旦出現(xiàn)螺母松動,必然造成預緊力消失或減小,將會導致各種破壞或損壞。如何有效防止采礦機械緊固件因振動出現(xiàn)松脫,一直是機械設計時關注的重點。為防止緊固件因振動松脫,必須要對緊固件松脫原因進行分析,采用針對性改善策略,有效防止緊固件松脫。

        2 采礦機械緊固件松動機理

        早在1969年德國科學家Junker發(fā)現(xiàn):往返式的橫向振動是螺紋緊固件產生松脫的最主要原因。

        3 采礦機械緊固件振動松脫有效防止措施

        3.1 摩擦防松、控制預緊力

        控制安裝預緊力是防止螺紋緊固件松動的經濟有效措施之一,這種方法利用螺紋的自鎖條件,不需要對螺栓、螺母結構做任何改動,通過保證合適的預緊力來防松。對于安裝控制要求特別高的使用場合,采用直接控制的方法,在安裝過程中測量預緊力,并加以控制,目前常用的方法有采用帶測力裝置的安裝機,如液壓安裝機,對螺栓施加規(guī)定的軸向負荷,使其產生彈性變形,在旋緊螺母,完成裝配。也有采用測量螺栓應力或應變形的方法測定預緊力,據(jù)此進行安裝控制。一般情況下,直接控制安裝預緊力需要使用專門的裝置或掌握專門的技術,難予推廣。為了以經濟的方法獲得滿意的預緊力,更多的采取間接測量和控制預緊力的方法,即扭矩控制法。扭矩控制法通過扭矩系數(shù)將預緊力換算成裝配扭矩,使用定扭矩或測扭矩裝配機或扳手控制裝配扭矩,或利用緊固件自身結構保證擰緊扭矩(如扭剪型螺栓連接副),間接達到控制預緊力的目的。為了達到預期的目的,要求連接副的扭矩系數(shù)能預先準確測定,并保證同批零件的扭矩系數(shù)離散性不大。

        3.2 有效力矩型緊固件

        在普通的緊固件結構上添加有效力矩部分構件,從而形成有效力矩型緊固件,有效力矩緊固件的主要作用是連接副中,從而增加不跟隨外力變化而變化的阻力矩。通常情況下,在螺母部分增加有效力矩緊固件。全金屬類的有效力矩緊鎖螺母,將有效力矩部分減薄,開槽后收口,或者利用螺母體上的螺紋加工使螺母體發(fā)生徑向或軸向變形,在轉配過程中內外螺紋的局部發(fā)生干涉現(xiàn)象,從而產生有效力矩。全金屬有效力矩型緊鎖螺母對加工工藝要求較高,但能有效控制力矩,避免緊固件松脫。此外,可以采用在螺母內部增加金屬彈性元件的方式,外螺紋在裝配時發(fā)生彈性元件的變形,從而產生有效力矩。這類螺母可能會劃傷螺紋表面,但對嵌件和彈性元件的位置要求較精確。非金屬嵌件有效力矩型鎖螺母的有效力矩部分為無螺紋的尼龍環(huán),裝配時靠外螺紋在尼龍環(huán)上攻出螺紋,依靠嵌件的彈性變形從而產生有效力矩,防止出現(xiàn)松脫,面臨振動和沖擊惡劣工況時,可以多次使用。

        3.3 使用墊圈

        使用墊圈是有效防止采礦機械緊固件振動松脫的重要措施,較為常用的墊圈包括彈性墊圈、彈簧墊圈和平墊圈三種方式。彈性墊圈利用扭曲的齒和擰緊的螺母直接的摩擦,促進螺紋副軸身壓的跟進,從而使局部嵌至支承面上,達到防止松脫的目的。彈簧墊圈通過利用自身彈性所形成的軸向力,提高連接的彈性,缺點是橫向振動放松效果較差。平墊圈主要用來改善支承面的接觸狀態(tài),提高支承面的摩擦系數(shù),達到防止松脫的目的。彈性墊圈容易劃傷零件表面,具有較好的防止松脫的效果。

        3.4 直接鎖住

        鎖緊止動元件的螺絲和螺母后,為了防止螺栓和螺母的轉動,經常采用增加止動墊圈、串聯(lián)鋼絲和使用開口銷等方式防止松脫。止動墊圈依靠墊圈自身的塑性變形來卡住螺母,但是在拆卸過程中,要先將墊圈壓平后才可松動螺母,不利于經常拆卸。在螺母和螺栓頭部金屬絲孔內穿入低碳鋼絲,將多個螺栓和螺母都串聯(lián)在一起,發(fā)揮相互制約作用,從而達到防止松動的目的。使用開口銷和開槽螺母配套使用,具有較為可靠的防松效果。

        4 結語

        采礦機械緊固件因振動松脫造成的影響較大,針對振動松脫的具體原因進行分析,采用合理的緊固件防止振動松脫方式進行改善,逐步提高機械緊固件穩(wěn)定性,從而確保采礦機械正常運轉。

        參考文獻:

        [1] 王斌武,張棟梁.采礦機械緊固件振動松脫及有效防松[J].桂林航天工業(yè)高等專科學校學報,2005(2):9-11.

        [2] 高建勇.采礦機械緊固件振動松脫原因及解決對策分析[J].內蒙古煤炭經濟,2013(6):125,129.

        作者簡介:云剛(1985—),男,蒙古族,內蒙古呼和浩特人,機械技術員,現(xiàn)就職于內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司。

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