chunbaihuoyan 发表于 2011-12-18 11:30:00

自锁螺纹副的理论力学模型(二)

  说自锁螺纹的力学模型是“相当于一个V形螺旋内锥与一个螺旋状的具有曲面的球体的配合体”,那么,一直以来,我们运用的设计普通螺纹时采用的“斜面——滑块力学模型”,它又到底说明了什么问题呢?   
  简而言之,“斜面——滑块力学模型,只说明了轴向(或X轴)的平动的那个自由度的运动关系”。而以自锁螺纹的原理关系来说,它只消除了轴向的那一个自由度;如果该斜面设计的角度大于“自锁角”的话,则该结构连一个自由度也不能消除。
  4.现实的普通螺纹副,到底消除了几个自由度?   
  说到这,使大家仍搞不清楚的倒是,我们现在所使用的普通螺纹副,理论上它又消除了几个自由度呢?为什么普通螺纹副总是不能防振,特别是来自径向(横向)载荷呢?   
  要说清楚和理解这个问题有点困难。我只能说个结果供大家先行接受。   
  从表面上看,实际使用的普通螺纹副,好象与上述自锁螺纹副的理论力学模型完全一样,但实质上是有极大的差别的:前者是一个面接触的螺旋体,后者是一个线接触的螺旋体。但这又有什么差别呢?   
  差别在于,前者的这个面接触螺旋体,从理论上说,它完全不符合自锁螺纹的理论力学模型,原因在于现实中的内外螺纹,其表面不是绝对光滑,牙型角、整个螺纹副的牙型不是绝对吻合;其配合面总是“点阵”接触,遇到振动,就会产生塑性变形。理论上,它只消除了3个自由度;不严格地说,它最多消除了5个自由度,剩下的径向的那一个自由度是不能消除的。   
  上述这一段话并不容易理解。但有一个最大的表面特征我们是可以理解的,这就是普通螺纹副,它起码是不能消除内外螺纹间的径向间隙,螺纹副在横向载荷的情况下,必然出现松动失效。再举出一个极限认识关系:就是如果普通螺纹是一种表面绝对光滑,没有任何的形状误差,是一种“理想螺纹”的话,则“由理想螺纹组成的螺纹副,就具有自锁性能”。显然,这种“理想螺纹副”在现实中是不存在的。
  5.最简单的自锁螺纹副   
  既要符合自锁螺纹副的原理,又要与普通螺纹的牙型配合关系相似或相近的螺纹,它是一个什么形状关系呢?   
  在这里也只能说出一个结果,这就是,只要内外螺纹的牙型角不相等,它们所组成的螺纹副,拧紧后,就是一对自锁螺纹副,就具有自锁性能。我和英国分别有两套发明专利都不约而同地提到了这个关系。而运用了高精度螺纹技术(主要是为了消除螺纹副的径向间隙)设计生产的“径向干涉配合自锁螺纹副”,能最大限度地实现或表达这个自锁性能。
  6.生产与使用   
  我们可以运用生产传统螺纹的一切工具,生产这种自锁螺纹副,生产成本、工艺流程等是完全一样的。可以重复装拆、重复使用。
  7.自锁性能的检验   
  在这里,提供一项检验自锁螺纹自锁性能的检验标准——《GJB 715.3》,它是我们国家的军用标准,等效采用美国的军用标准。该标准只提供了检验自锁性能的方法,它直接检验螺纹副的抗横向振动的能力;自锁性能的量值指标,是抗振的时间(总次数)。   
  用这种方法检验的螺纹,如果其振动时间(次数)能超过某一个公认的数值,则可以认定这种自锁螺纹具有良好的自锁性能。抗振能超过3分钟的,只有双螺母锁锁紧、槽形螺母锁紧和和以本技术生产的自锁螺纹副。普通螺纹副,包括带弹簧垫圈的螺纹副,都不堪一击,几下就桧松动失效了,可以说是完全没有自锁性能。使用带尼龙嵌件的螺母、高锁螺母组成的螺纹副,有一定的防松(而不是自锁)性能。
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