1.技术要求
螺纹连接是一种可拆的固定连接,它具有结构简单,连接可靠,拆卸方便等优点,螺纹连接要达到紧固而可靠的目的,必须保证螺纹副具有一定摩擦力矩,摩擦力矩是由于连接时施加拧紧力矩后,螺纹副产生预紧力而获得的。一般的紧固螺纹连接,在无具体的拧紧力矩要求时,采用一定长度的普通扳手按经验拧紧即可。在一些重要的螺纹连接中,如汽车制造、飞机制造等,常提出螺纹连接应达到规定的预紧力要求,控制方法如下:
(1)控制转矩法用测力扳手来指示拧紧力矩,使预紧力达到规定值。
(2)控制螺栓伸长法即通过螺栓伸长量来控制预紧力的方法。
(3)控制螺母扭角法即通过控制螺母拧紧时应转过的拧紧角度,来控制预紧力的方法。
2.常用工具
为了保证装配质量和装配工作的顺利进行,合理地选择和使用装配工具是很重要的。常用的工具有以下几种:
1)旋具
旋具用来拧紧或松开头部带沟槽的螺钉。其工作部分用碳素工具钢制成,并经淬火硬化。
(1)标准旋具由木柄、刀体和刀口组成,如图9-1(a)所示。标准旋具用刀体部分的长度代表其规格,常用的有4″(100mm)、6″(150mm)、8″(200mm)、12″(300mm)及16″(400mm)等几种,根据螺钉沟槽宽度来选用。
(2)十字旋具用来拧紧头部带十字槽的螺钉,在较大的拧紧力下,这种旋具不易从槽中滑出,如图9-1(b)所示。
(3)弯头旋具用于螺钉顶部空间受限制的情况,如图9-1(c)所示。
(4)快速旋具用来拧紧(或松开)小螺钉,工作时推压手柄,使螺旋杆通过来复孔而转动,可以快速拧紧或松开小螺钉,提高装拆速度,如图9-1(d)所示。
图9-1 旋具
(a)标准旋具;(b)十字旋具;(c)弯头旋具;(d)快速旋具
2)扳手
扳手用来拧紧六角形、正方形螺钉和各种螺母。一般用工具钢、合金钢或可锻铸铁制成。它的开口要求光洁和坚硬耐磨。扳手有通用的、专用的和特种的三类。
(1)通用扳手即活络扳手,如图9-2所示。它是由扳手体和固定钳口、活动钳口及蜗杆组成,其开口的尺寸能在一定范围内调节,它的规格见表9-1。
图9-2 活络扳手
表9-1 活络扳手规格
使用活络扳手应让固定钳口受主要作用力,否则容易损坏扳手。钳口的尺寸应适合螺母的尺寸,否则会扳坏螺母或螺栓。不同规格的螺母(或螺钉)应选用相应规格的活络扳手,扳手手柄的长度不可任意接长,以免拧紧力矩太大而损坏扳手或螺钉。活络扳手的工作效率不高,活动钳口容易歪斜,往往会损伤螺母或螺钉的头部表面。
(2)专用扳手。只能扳动一种规格的螺母或螺钉。根据其用途的不同可分下列几种:
①开口扳手也称呆扳手,如图9-3所示,分为单头和双头的两种。双头开口扳手两端的开口大小一般是根据标准螺母相邻的两个尺寸而定。一把开口扳手最多只能拧动两种相邻规格的六角头或方头螺栓、螺母,故使用范围较活动扳手小。双头开口扳手根据标准尺寸做成一套,常用十件一套的双头开口扳手两端开口宽度(单位:mm×mm)分别为:5.5×7、8×10、9×11、12×14、14×17、17×19、19×22、22×24、24×27、30×32。双头开口扳手规格的详细资料见GB/T4391—1995。
图9-3 呆扳手
(a)单头;(b)双头
②整体扳手。如图9-4所示,有正方形、六角形、十二角形(梅花扳手)等几种,其中以梅花扳手应用最广泛,它只要转过30°就可改换扳动的方向,所以在狭窄的地方工作比较方便。
图9-4 整体扳手
(a)方形扳手;(b)六方扳手;(c)梅花扳手
③成套套筒扳手。如图9-5所示,成套套筒扳手由各种套筒组件,套头、传动附件和连接件组成,用于紧固和拆卸六角头螺栓、螺母,特别适用于工作空间狭小或深凹的场合。为适应不同规格螺钉螺母的扳拧需要,套筒扳手通常都是将套筒及相关附件成套(盒)供应。成套套筒扳手的组套形式多种多样,使用者可根据自己的实际需要选择购买。
图9-5 成套套筒扳手
④锁紧扳手有多种形式,如图9-6所示为用来装拆圆螺母的圆螺母扳手。其结构多种多样,适用不同螺母。
图9-6 圆螺母扳手
⑤内六角扳手。如图9-7所示,用于拧紧内六角头螺钉,这种扳手是成套的,可拧紧M3~M24的内六角头螺钉。
(3)特种扳手是根据某些特殊要求而制造的,如图9-8所示为棘轮扳手,它适用在狭窄的地方。工作时正转手柄,棘爪就在弹簧的作用下进入内六角套筒的缺口(棘轮)内,套筒便跟着转动。当反向转动手柄时,棘爪就从套筒缺口的斜面上滑过去,因而螺母(或螺钉)不会跟着反转。松开螺母时,将扳手翻转180°使用即可。(www.xing528.com)
图9-7 内六角扳手
图9-8 棘轮扳手
如图9-9所示为指针式测力扳手,它用于需要严格控制螺纹连接时能达到的拧紧力矩的场合,以保证连接的可靠性及螺钉的强度。
1)双头螺柱的装配
(1)技术要求。
①应保证双头螺柱与机体螺纹配合有足够的紧固性,保证在装拆螺母过程中无任何松动现象,方法如下。
a.利用双头螺柱紧固端与机体螺孔配合有足够的过盈量来保证,如图9-10(a)所示。
B.用台肩形式紧固在机体上,如图9-10(b)所示。
C.把双头螺柱紧固端最后几圈螺纹做得浅些,以达到紧固的目的。
图9-9 指针式测力扳手
图9-10 双头螺柱紧固形式
②双头螺柱的轴线必须与机体表面垂直。
③将双头螺柱紧固端装入机体时必须用油润滑,以防发生咬住现象。
(2)拧紧方法。
①用两个螺母拧紧,如图9-11(a)所示,将两螺丝母相互锁紧在双头螺柱上,然后扳动上螺母,将螺柱紧固端拧入机体螺孔中。
②用长螺母拧紧,如图9-11(b)所示,当长螺母拧入双头螺柱,再将长螺母上的止动螺钉旋紧,顶住双头螺柱顶端,这样就阻止了长螺母与双头螺柱间的相对转动,此时拧动长螺母,便可使双头螺柱旋入机体。
③用专用工具拧紧,如图9-11(c)所示,当顺向拧动工具体时,在隔圈中的三个滚柱牢牢地压在工具体内壁与双头螺柱的光柱上,旋紧力越大,压得越紧,这样可使双头螺柱紧固端旋入机体螺孔。
图9-11 拧紧双头螺柱的方法
2)螺钉、螺母的装配要点
(1)做好被连接件和连接件的清洁工作,螺钉拧入时,螺纹部分应涂上润滑油。
(2)装配时要按一定的拧紧力矩拧紧,用大扳手拧小螺钉时特别要注意用力不要过大。
(3)螺杆不产生弯曲变形,螺钉头部、螺母底面应与连接件接触良好。
(4)被连接件应均匀受压,互相紧密贴合,连接牢固。
(5)成组螺钉或螺母拧紧时,应根据连接件的形状及紧固件的分布情况,按一定顺序逐次(一般2~3次)拧紧,如可按图9-12所示的编号顺序逐次拧紧。
图9-12 拧紧成组螺母时的顺序
(6)连接件在工作中有振动或冲击时,为了防止螺钉或螺母松动,必须有可靠的防松装置。
螺纹连接的防松方法如下:
①加大摩擦力防松。分为两种:锁紧螺母(双螺母)防松,如图9-13(a)所示。弹簧垫圈防松,如图9-13(b)所示。
图9-13 加大摩擦力防松
②机械方法防松。分为四种:开口销与带槽螺母防松[图9-14(a)];六角螺母止动垫圈防松[图9-14(b)];圆螺母止动垫圈防松图[图9-14(c)];串联钢丝防松[图9-14(d)],注意钢丝串联的方法。
③用螺栓锁固密封剂防松。目前,在一些先进企业已广泛采用这一方法防止螺纹回松。合理选用螺栓锁固胶,可保证既能防松动、防漏、防腐蚀,又能方便拆卸。使用螺栓锁固胶时,只要擦去螺纹表面油污,涂上锁固胶将其拧入螺孔,拧紧便可。
图9-14 机械方法防松装置
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