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紧固件预涂防松胶的技术要求

 南岸未阴 2023-09-02 发布于广东

随着防松胶在螺纹紧固连接中的广泛应用和技术日益成熟,在普通螺纹紧固连接中施加防松胶取代弹性垫圈已经成为更好的选项。当紧固连接在振动工况下,锁固胶防松的效果可以完胜弹性垫圈。锁固胶可以用在底盘,发动机和新能源电池的重要连接部位。汽车行业常用的非金属防松技术包括预涂式物理型防松胶和预涂式化学型锁固胶两种。

今天,螺丝君就介绍紧固件预涂防松胶的相关概念,术语,预涂防松胶位置及尺寸,试验技术要求,试验测量,适用范围和保存期限等技术细节,供各位小伙伴参考。

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预涂防松胶的种类和概念

预涂式物理型防松胶实际是工程塑胶,用合成材料涂抹成环状或点状附着在螺栓或螺母的牙面上,在锁紧过程中工程塑胶被挤压,螺纹之间的间隙被充满,使螺纹连接系统产生干涉,当连接接头发生旋转松动时,发挥工程塑料的阻尼运动的作用,防止松动和脱落。

预涂式化学型锁固胶是将结合剂与固化剂包覆于胶囊中,以微囊粘合剂涂层形式施加在螺栓螺纹上(整个圆周),在螺纹旋入过程中胶囊被挤压破裂,结合剂和固化剂产生固化反应,将螺纹金属面粘住,起着防止螺栓工作松弛的功能。

采用化学型锁固胶的放松强度比物理型防松胶好。

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描述紧固胶的术语和定义

拧入扭矩MEin

测定的螺栓旋入试验螺母的扭矩。

预紧扭矩MA

产生预紧力所需的扭矩。

松动扭矩MLB

有粘合剂的连接副,不管有否预紧力,在拧松中试验螺母和螺栓之间,试验螺母与螺栓之间开始相对运动时测定的扭矩。

拧出扭矩Mou

拧松力矩是螺母在松动点后旋出螺栓时测量到的扭矩。

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预涂防松胶位置及尺寸

标准预涂位置及尺寸

除非另有要求,涂覆的覆盖区域是从螺栓尾端开始,为方便拧入,除起始2至3牙不涂外,涂层长度1.5d±2P的范围内(见图1)

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▲ 图1

其中:

lb  涂层长度

d   螺纹公称直径

a   2-3牙螺纹不涂

P   牙距

非标准预涂位置和尺寸

因螺栓的设计原因对涂覆区域有要求的,按图2,其中lb的公差为±2P,a、lb取决于螺纹啮合的长度和位置,涂胶应当选择在螺纹啮合的范围内。

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▲ 图2

其中:

lb  涂胶长度

a   涂胶离螺栓尾端的距离

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技术要求

带预载荷的微囊粘合剂涂层的螺栓拧紧时应满足的需求

涂有微囊粘合剂涂层的螺栓,按照下文条目5的规定进行测试,应该满足表1规定的扭矩值。

表1 室温下涂有微囊粘合剂涂层的螺栓拧紧时极限扭矩

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带预载荷的工程塑胶涂层的螺栓拧紧时应满足的需求工程塑胶涂层

有工程塑胶涂层的螺纹紧固件,按照下文条目6的试验方法,应满足表2的要求。

表2 室温下工程塑胶涂层的螺栓拧紧时极限扭矩

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防腐蚀性

预涂防松胶不得涂镀层防腐蚀性能有负面影响,不得对钢、铝或铜合金有腐蚀性;涂胶前后,均需保证零件满足防腐蚀要求。

摩擦系数

涂胶后的螺栓除非有另外的规定,一般情况摩擦系数要满足企业对摩擦系数的要求,比如0.10~0.16。

重复使用性

涂有微囊粘合剂涂层的紧固件不可以重复使用,在使用新的零件替换时,必须先清理掉对应的配合螺纹内的微囊粘合剂;涂有工程塑胶涂层紧固件,至少应满足重复3次而不降低防松性能。

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微囊粘合剂涂层带预应力的试验

试验装置 

将用于试验的螺栓以30°/s的最大转速旋入试验螺母,并通过一个光亮无油的,硬度300HV以上的垫片压紧试验板条或轴套(参见图3),直至达到表1所规定的试验拧紧扭矩MA,同时,选择试验板条厚度以便试验螺母必须完全处在涂胶长度的范围内。

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▲ 图3 涂层试验装置-距离块

测量过程

将装配后的试验装置放在23°±5°室温下,使粘合材料中硬化24小时之后,随即以30°/s的最大转速按松开螺母的方向转动螺母,测定松动力矩MLB和拧松力矩Mout的数值。测得的MLB的值不能低于表1 中的规定数值,拧松力矩Mout则不能超过表1规定的数值。

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工程塑胶涂层带预应力的试验

试验装置

用来测试的螺栓应该带有一个垫圈,这个螺栓符合GB5783规范。螺栓上没有油,强度在200HV~300HV之间,有光亮的表面,带有两个距离块(见图3)或者一个间隔套(见图4)。将螺栓以30°/s的转速旋入试验螺母,直至达到表2所规定的试验拧紧扭矩MA。试验前必须选择距离块和间隔套的长度,以便试验螺母完全处在涂胶长度的范围内。在旋入过程中,最大的旋入扭矩应该被测量出来。

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▲ 图4 工程塑胶涂层试验装置-间隔套

测量过程

将装配完成至少15秒后,螺栓应该旋出360°来松动。即以30°/s的最大转速旋出360°,测得最大的松动拧矩MAUS的数值。螺栓应该完全旋出涂胶区域,再旋入(没有夹紧力)。

在高温下测试,螺栓应该被拧紧,加热1小时到达测试温度,接触相关的测试温度保温3小时,然后在离开烤箱10秒内测试。

当用间隔套测试时,螺栓或螺母可能被转动。

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试样和设备

测试螺栓

测试螺栓是符合GB5783规范的8.8级6g的六角螺栓。 

测试螺母

测试螺母须满足下列条件:

对于粗牙螺纹的螺栓,试验螺母要符合GB/T6170的要求;对于细牙螺纹的螺栓,试验螺母要符合GB/T6171的要求。

测试螺母应该符合以下要求:

   1)螺母等级大于等于螺栓等级

   2)螺纹应该光亮或者发黑

   3)螺母必须无毛刺,无油脂和加工碎屑。

   4)测试螺母只用一次。

   5)螺母螺纹公差等级为6H.

测试垫圈

测试垫圈应该符合GB/T 97.1的要求。垫圈的硬度应该在200HV~300HV之间。表面光亮并且没有油脂。

扭矩测试仪

扭矩应该用扭矩测试仪测量。扭矩测量仪是扭矩矩扳手或一种带有机械驱动的装置。测量仪的测量误差不得大于标定转矩范围最大值的2%。对于仲裁情况,转矩测试仪必须经过适当选择,使读数值全部在量程的上半部分。

热稳定性试验烤箱

在做热稳定试验时,烤箱在到达测试温度后,要确保烤箱内的温度变化不超±2°C。

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防松胶应用范围

一般情况,涂层推荐用于性能等级≥8.8级的紧固件,不推荐用于头部结构为沉头等因头部结构降低承载能力的紧固件类型。

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保存期限

涂有锁固胶的零件在干燥后在经过运输和在高达35℃的环境下至少可存放2年,不应出现性能的降低。在运输过程中,由于粗暴搬放可能导致粘合系统的提早破损,涂胶后的紧固件应该被废弃。


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