螺栓螺母使我们机械中常见的零部件,也是螺栓配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件,螺栓需要与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件,这种连接形式称螺栓连接。但是,最近发现一种叫做super bolt(超级螺栓)的设计被认为是用来取代传统螺母和螺栓的。
我们来看看这种super bolt(超级螺栓)具体设计,是否能真正的取代传统螺栓螺母的连接使用。
它的装置可以旋合于一个新的或者现有的螺栓,螺柱,螺杆或者轴上。一旦安置到位,螺栓或者螺柱的实际的张紧,通过简单的手动工具来拧紧环绕主螺纹一圈的顶推螺钉来实现。顶推螺钉均匀地传递预紧力到主螺纹上,从而,也传递到连接件上。超级螺栓也可称为多级顶推联接紧固器,不需要特殊装置或专用工具就能将大型工件预紧并能可靠防止其松动。
而普通螺栓即便加工再棒,中间必定会留0.01mm左右的同轴度误差,这是造成剪切力的根源。什么是剪切力呢?两个作用力和受力面垂直,且两个力方向相反。
超级螺栓圆柱体上有一对“对开套管”,再加上锥形双头螺柱和扩张器,螺栓在拧紧过程中,对开套管会扩张充满内孔,从根本上消除剪切力。
多级顶推联接紧固器是由圆柱形双头螺栓、防松自锁螺母、超级垫片、多级顶推螺套和多级顶推螺栓组成。超级垫片套在螺柱或螺栓上,防松自锁螺母由其螺孔旋在螺柱或螺栓上;圆柱形双头螺栓,其中间制成圆柱形,两头制成螺纹。其一头螺纹上分别装有超级垫片和防松自锁螺母,超级垫片装在内侧,防松自锁螺母装在外侧。在其圆柱形表面,沿径向等角度钻有多个盲孔,在其底部制有1. 5°的特殊锥面结构,在圆柱形双头螺栓的另一头螺纹上分别装有超级垫片和多级顶推螺套,超级垫片装在内侧,多级顶推螺套装在外侧,其上面装有多级顶推螺栓,多级顶推螺栓的一端与超级垫片相接触。
螺母上至少设有2个顶推螺栓螺纹通孔(10),顶推螺栓螺纹通孔(10)内旋入有顶推螺栓(1)。
各种机械传动设备以及设备安装广泛采用各种型式的螺栓联接。通过对国内外新型螺栓的联接技术进行广泛的调研,对传统铰制孔螺栓、液压螺栓进行比较发现:
1)传统铰制孔螺栓具有加工困难,劳动强度大,加工精度低,装配质量降低,安装和拆卸困难,互换性差等缺点;2)液压螺栓存在需要配置专门工装, 外形尺寸大,安装和拆卸空间要求大,加工要求高,加工工艺复杂等缺点。
许多联接部位空间狭小,设备布置紧凑,还必须采用紧配螺栓,其加工、安装和拆卸十分困难,直接影响机械设备安装质量和正常维修。在机械设备的拆卸过程中,容易发生联接螺栓在螺孔中锁死现象,不得不用彻底破坏方法将紧配螺栓加工掉。
许多大型设备的紧配螺栓直径较大,在拆卸时会导致螺孔拉毛,需要重新铰制螺栓孔并研配螺栓,紧配螺栓的互换性差,造成大量人力和物力的浪费。
预紧力过大会导致紧配螺柱或螺栓损坏,预紧力接近或小于承受负载时,紧配螺柱或螺栓会出现松动。因此,准确设定紧配螺柱或螺栓预紧力十分重要。多级顶推联接紧固器的顶推螺栓1的尺寸和数量同预紧力成正比,也就是说设定多级顶推联接紧固器的预紧力,同顶推螺栓的扭矩有直接的关系,调节顶推螺栓可提高预紧力精确,多级顶推联接紧固器预紧力精度可达90-95%,比任何传统紧固方法预紧力精度都准确得多。可实现联接件的精确对中,可弥联接紧固器与联接件的接触面到联接孔中心线垂直度的微小偏差。
多级顶推联接紧固器的张力变化很小(士5%),通过使用多级顶推联接紧固器的顶推螺栓1使法兰接合处保持均匀的压力,防止偏转。
采用锥形的弹性套。多级顶推联接紧固器可使联接系统的弹性增加2个螺栓直径的当量,对于一般联接系统,相当于弹性增加50-100%。由于蠕变在一定的温度下以均匀的速度出现,弹性增大将大大延长高温连接的紧配螺柱或螺栓的使用寿命。由于多级顶推联接紧固器的弹性套具有较好弹性,能在一定膨胀范围内使用,互换性好,并且对孔的加工要求不高,可以减轻孔加工强度。由于弹性套具有高弹性,经多次使用后仍能弹回来原来尺寸,拆装中避免了传统铰制螺栓或螺栓孔拉伤的现象,所以多级顶推联接紧固器可重复使用。
采用锥形的弹性套。设备安装所需空间较小,这对潜艇条件下的安装使用显得更为重要。传统螺栓安装时,要用大锤打进,需要相当长的操作空间,多级顶推联接紧固器只须预留锥形螺柱7(锥形螺栓)长度,便可以安装。拆卸时只需要松开小端顶推螺栓,锥形螺柱7在大端拉力作用下自动松开,弹性套在自身弹力下径向收缩,拆卸十分方便。
