NASA Fastener Design Manual紧固件设计手册 - 翻译 5/14

达文中

锁紧方法

螺纹孔

在螺纹孔中，锁定技术通常在紧固件上。一个值得注意的特例是Spiralock[1]丝锥，如图1所示。Spiralock螺纹形式的根部有一个30°的楔形坡道。在夹紧载荷下，外螺纹的顶端紧紧地卡在坡道上。这使得在振动下导致松动的横向运动几乎不可能。一些航空航天公司的独立试验表明，这种类型的螺纹具有良好的抗振动性能。螺栓可以有一个标准的螺纹，因为螺纹孔可以进行所有的锁定。

锁紧螺母

有各种类型的锁定元件，共同的原理是将螺母螺纹绑定(或楔入)到螺栓螺纹。这里涵盖了一些比较常见的锁紧螺母。分体梁——分体梁锁紧螺母(图2)在顶部有槽，并且在开槽部分螺纹直径过小。螺母自由旋转，直到螺栓螺纹到达开槽区域。分裂的“梁”段被螺栓向外偏转，摩擦载荷由配合螺纹的结合产生。

变形螺纹

变形螺纹——防松螺母(图3)是一种常见的防松螺母，特别是在航空航天工业中。其优点如下：(1)螺母可一次成型。(2)温度范围仅受母体金属、其电镀或两者的限制。(3)在因失去锁定能力而必须丢弃螺母之前，螺母可以重复使用大约10次。

Nylok颗粒——Nylok颗粒[2](尼龙)通常安装在螺母螺纹中，如图4所示。颗粒或补丁从螺纹突出。当配合螺纹啮合时，压缩产生反作用力，导致锁定接触。这种颗粒的主要缺点是其最高工作温度约为250°F。尼龙颗粒也会因重新组装而迅速损坏。

锁环和密封——纤维或尼龙垫圈安装在螺母的顶部，如图5所示。轴圈具有过盈配合，使其结合在螺栓螺纹上。它还提供了一些密封作用，防止气体和水分泄漏。同样，这种螺母的限制特征是锁紧环的温度限制大约为250°F。有时使用的一种节省成本的方法是在螺母或螺栓的螺纹上粘合尼龙补丁，以获得一些锁定作用，而不是使用锁环或尼龙颗粒。这种方法也用于短螺纹长度，其中锁定颗粒的钻孔可能导致严重的应力集中。

蜂窝状螺母——蜂窝状螺母通常有六个槽，如图6(a)所示。螺栓的螺纹顶端有一个孔。螺母被扭矩到其所需的扭矩值。然后将其向前或向后旋转(取决于用户的偏好)到与螺栓中的钻孔对齐的最近插槽。然后安装开口销，将螺母锁定到位，如图6(b)所示。这种螺母非常适用于低扭矩应用，例如将车轮轴承固定在适当的位置。

压紧螺母——这些螺母通常被“挤压”在一起，如图7所示，尽管“专家们”无法就底部应该放哪个螺母达成一致【达文中注：也有些人做过实验，具体讨论可以参考此文。】然而，这种类型的装配因不可预测而不大可靠。如果内螺母比外螺母扭得更紧，内螺母就会在外螺母满负荷之前屈服。另一方面，如果外螺母比内螺母更紧，内螺母就会卸载。然后外螺母就会在内螺母满负荷之前屈服。每个螺母很少会获得正确的扭矩。锁紧螺母比普通螺母和防松螺母更实用。然而，一个压紧螺母可以用在一个螺丝扣上，因为它不承载任何张力负载。

锯齿面螺母(或螺栓)——该螺母的锯齿面(如图8所示)在最终拧紧时嵌入承载面。这意味着它不能与垫圈一起使用，也不能用于可能会出现划痕或腐蚀问题的表面。根据SPS技术公司的说法，他们的锯齿形螺栓(Durlock 180)需要110%的拧紧力矩才能松开它们。他们对这些螺栓的测试表明它们具有优异的抗振性。

安全锁线——尽管锁定布线是防止螺栓或螺母旋转的一种费力的方法，但它仍然用于关键应用中，特别是在航空领域。螺母通常有钻孔角，螺栓要么在头部有通孔，要么钻角穿过锁线。一个典型的螺栓锁接线组件如图9(a)所示，一个典型的螺母锁接线组件如图9(b)所示。

直接干涉螺纹——直接干涉螺纹具有超大的根直径，使得配合螺纹之间有轻微的干涉配合。它通常用于半永久性安装的螺纹螺柱上，而不是螺栓和螺母上，因为干涉配合确实会损坏螺纹。

锥形螺纹——锥形螺纹是直接干涉螺纹的变体，但不同之处在于小径是锥形的，以干涉螺母或螺栓的最后三或四个螺纹，如图10所示。

托板螺帽（直译：螺母板）——托板螺帽(图11)通常用作盲螺母。它们可以是固定的也可以是浮动的。此外，它们可以具有常规螺母的大多数锁定和密封功能。

托板螺帽通常用于太薄而不能攻丝的材料。它们主要由航空航天公司使用，因为它们的安装费用很高。每个螺母板安装至少需要三个钻孔和两个铆钉。

锁定粘合剂

许多厂家生产用于锁定螺纹的锁定粘合剂(或环氧树脂)。大多数主要的生产厂家都生产几种等级的锁紧胶，这样拆装的频率就可以与胶的锁紧能力相匹配。例如，Loctite 242用于可拆卸紧固件，而Loctite271[3]用于防篡改紧固件。其他制造商如Bostik、ND Industries、Nylock、3M和Permaloc也生产类似的产品。

大多数这些粘合剂的工作方式有两种。它们要么是在没有空气的情况下变成薄层时变硬的单一混合物，要么是两层中的环氧树脂，直到它在配合螺纹之间混合和压缩时才硬化。请注意，两层粘合剂通常由制造商将其作为“带状”或环放在紧固件上。只要它们没有被不经意地混合或损坏，这些丝带或环会能保持一定的时期。

这些粘合剂通常作为螺纹密封胶也是有效的。然而，它们都不能承受高温。最好的粘合剂能在450°F【注：232.2℃】时起作用；最差的粘合剂只能在200°F【注：93.3℃】下起作用。

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[1] Distributed by Detroit Tap & Tool Company, Detroit, Michigan, through license from H.D. Holmes

[2] Nylok Fastener Corporation,Rochester, Michigan.

[3] Loctite Corporation, Newington,Connecticut.

[本节翻译到此结束]

lizhangrui1995

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louisbird

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