螺紋鎖死實驗分析報告
— 法蘭鎖緊場合
一、法蘭使用情況說明：
① 在使用管道輸送液體時，其聯(lián)接大多采用法蘭連接。為了能在特殊條件下(防腐、高空、暗道等)減少更換頻率，需使用防腐蝕性能較好的不銹鋼法蘭或是PVC塑料等材料，這時就要用到不銹鋼螺絲螺、帽來聯(lián)接與固定。
② 法蘭聯(lián)接的主要特性：
a. 螺紋在鎖緊的過程中有預緊和鎖緊兩個過程，由于兩法蘭面不平行（兩法蘭面本身不平行；螺絲在預緊過程中各螺絲用力不均也可以造成法蘭面不平行<如附圖1>）即：法蘭面與螺絲鎖緊方向不垂直，導致螺絲與螺帽螺紋的作用面沒有完全接觸。
b. 中間有密封墊，為保證不漏溶液，往往有時扭距超過規(guī)定值。
c. 在鎖緊過程中經(jīng)常會有法蘭上下孔對不上或有些偏心，強行安裝螺絲會導致螺紋的外表受傷，或塑料類、鐵屑類等雜物掉入螺絲與螺帽的嚙合中。
以上三點極容易造成螺紋鎖死。
二、實驗目的：
仿照法蘭使用特性，改變螺帽、螺絲某些參數(shù)來測試鎖死比率，以尋求降低鎖死客訴的目的。
三、實驗內(nèi)容：
① 實驗條件：
時 間：08年9月24日—08年9月28日
室 溫：20℃-25℃
地 點：模具組
人 員：蔣雪明 朱建忠 湯建軍 錢偉豐
工 具：梅花扳2把，臺虎鉗
裝 備：法蘭2塊，材質(zhì)為45#，硬度HRC28°
橡膠墊2塊
螺絲：M16X80 批號：200711190463
螺帽：M16 批號：1022285013
圖1 圖2
② 實驗過程：
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內(nèi)容
次序
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螺絲
表面處理
|
螺帽
表面處理
|
測試
數(shù)量
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鎖死
比率
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牙傷情況描述
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樣品
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|
1
|
洗光
|
直接使用
|
5顆
|
100%
|
|
無
|
|
2
|
洗光
|
改內(nèi)倒角不洗光
|
10顆
|
0
|
幾乎無牙傷
|
無
|
|
3
|
洗光
|
改內(nèi)倒角洗光
|
5顆
|
100%
|
|
無
|
|
4
|
洗光
|
攻牙后不洗光
|
10顆
|
0
|
幾乎無牙傷
|
無
|
|
5
|
洗光
|
攻牙后振動鐵花
|
10顆
|
0
|
牙傷的嚴重
|
有
|
|
6
|
洗光
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攻牙后不洗光擦干
|
5顆
|
100%
|
|
無
|
|
7
|
洗光
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洗光＋攻牙油
|
10顆
|
12.5%
|
牙傷不嚴重
|
有
|
|
8
|
洗光
|
洗光＋coating
|
5顆
|
0
|
牙傷
|
有
|
|
9
|
洗光
|
洗光＋機油
|
5顆
|
100%
|
|
無
|
|
10
|
洗光
|
洗光+嘉士多油
|
10顆
|
0
|
幾乎無牙傷
|
有
|
|
11
|
洗光
|
洗光+皮膜
|
5顆
|
100%
|
|
無
|
|
12
|
洗光
|
洗光+PC
|
5顆
|
100%
|
|
無
|
|
13
|
洗光+皮膜
|
洗光+皮膜
|
5顆
|
0
|
牙傷的嚴重
|
有
|
|
14
|
洗光+PC
|
洗光+PC
|
5顆
|
0
|
牙傷的不嚴重
|
有
|
注：(1) 嘉士多油中硫含量占1%-3%，脂肪含量＞20%，氯含量占10%-20%，顏色為深褐色，密度15℃時為0.946千克每立方米。
(2) 攻牙油中“氯”與“磷”兩種元素，其中的所占比例現(xiàn)不知，待查。
(3) 皮膜處理：依照我司以往標準的（草酸）皮膜處理方式。
(4) PC：依照我司以往標準的PC處理方式。
(5) coating：依照我司以往標準的coating處理方式。
四、實驗分析：
(一) 從整個實驗過程及未鎖死螺紋退出后的表面來看：
? 由于兩法蘭不平行，在預緊過程中，確實有牙紋未全接觸的現(xiàn)象。
? 從螺絲的牙紋來看，在牙山1mm深處有傷痕。由于有克服鎖緊力的關(guān)系，就會摩擦產(chǎn)生熱量（各種不銹鋼的導熱率較低，基本在10-30w/mc°范圍內(nèi)，約為碳鋼的1/3）。鎖緊力越大，螺絲牙山部分的不銹鋼越容易產(chǎn)生粘連。
? 從螺帽的牙紋來看，由于由于受力在牙底且螺帽表面硬度較高，傷痕就不明顯，但在在牙底留有螺絲的粘連屑。
? 在松脫的過程中，其道理亦然。
? 為了解螺紋嚙合的偏轉(zhuǎn)角度，以螺紋中經(jīng)為嚙合直徑計算公制、英制的偏轉(zhuǎn)角度，如下表：
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內(nèi)容
規(guī)格
|
厚度
|
牙距
|
牙數(shù)
|
螺旋升角
|
螺帽中徑(6H)
|
螺絲中徑(6g)
|
傾斜角度
|
|
934 M12
|
9.64-10.0
|
1.75
|
5.5-5.7
|
2°56′
|
10.863-11.063
|
10.679-10.829
|
2.24°
|
|
934 M14
|
10.3-11.0
|
2
|
5.2-5.5
|
2°52′
|
12.701-12.913
|
12.503-12.663
|
2.21°
|
|
934 M16
|
12.3-13.0
|
2
|
6.2-6.5
|
2°29′
|
14.701-14.913
|
14.503-14.663
|
1.86°
|
|
934 M18
|
14.3-15.0
|
2.5
|
5.7-6.0
|
2°49′
|
16.376-16.600
|
16.164-16.334
|
1.71°
|
|
934 M20
|
14.9-16.0
|
2.5
|
6.0-6.4
|
2°29′
|
18.376-18.600
|
18.164-18.334
|
1.62°
|
|
934 M22
|
16.9-18.0
|
2.5
|
6.8-7.2
|
2°12′
|
20.376-20.600
|
20.164-20.334
|
1.43°
|
|
934 M24
|
17.7-19.0
|
3
|
5.9-6.3
|
2°28′
|
22.051-22.316
|
21.803-22.003
|
1.60°
|
|
內(nèi)容
規(guī)格
|
厚度
|
牙距
|
牙數(shù)
|
螺旋升角
|
螺帽中徑(2B)
in
|
螺絲中徑(2A)
in
|
傾斜角度
|
|
1/2-13
|
10.85-11.37
|
1.95
|
5.6-5.8
|
3°7′
|
0.4500-0.4533
|
0.4468-0.4493
|
0.85°
|
|
5/8-11
|
13.59-14.19
|
2.31
|
5.9-6.1
|
2°56′
|
0.5660-0.5696
|
0.5625-0.5652
|
0.74°
|
|
3/4-10
|
15.68-16.89
|
2.54
|
6.2-6.6
|
2°40′
|
0.6850-0.6889
|
0.6812-0.6841
|
0.69°
|
|
7/8-9
|
18.39-19.71
|
2.82
|
6.5-7.0
|
2°31′
|
0.8082-0.8069
|
0.7988-0.8019
|
0.62°
|
|
1-8
|
21.11-22.52
|
3.18
|
6.6-7.1
|
2°29′
|
0.9188-0.9232
|
0.9144-0.9178
|
0.59°
|
以上表格可看出英制偏轉(zhuǎn)角度較小，也說明了英制較公制不易鎖死的說法。
(二) 從鎖死的螺絲螺帽剖開分析：
牙內(nèi)有在鎖緊時產(chǎn)生的不銹屑卡在內(nèi)，干涉了螺紋的進出，牙底與牙頂都頂死了。
五、實驗分析結(jié)論：
減少不銹鋼螺絲在法蘭行業(yè)的鎖死現(xiàn)象可以從以下幾個方面進行：
(1) 降低偏轉(zhuǎn)角度使螺紋接觸面加大（將法蘭面整平）；
(2) 在一定的扭矩范圍內(nèi)；
(3) 提高螺紋表面硬度；
(4) 提高牙山表面光潔度，降低摩擦系數(shù)，降低在鎖緊中產(chǎn)生的摩擦熱。
而結(jié)合我司能做的：
(1) 降低偏轉(zhuǎn)角度：法蘭整平，但不現(xiàn)實，用戶不理這套；
螺紋配合，我司螺絲螺帽其螺紋精度均符合標準，要縮小公差，成本太大。
(2) 在扭矩范圍內(nèi)：實際使用中不存在用扭力扳手。
(3) 提高螺紋表面硬度：奧氏體也不能滲碳熱處理。
(4) 只有從“提高牙山表面光潔度，降低摩擦系數(shù)，降低在鎖緊中產(chǎn)生的摩擦熱”來著手，實驗證明， 目前以現(xiàn)有條件，用嘉士多油抹于產(chǎn)品內(nèi)牙，如螺紋鎖緊長度長，則在螺絲上也抹上此油， 不管用多大力，偏轉(zhuǎn)多少度，均不會鎖死。
以上停留在實驗階段，不代表實際使用狀況，目前只了解到此深度，望后續(xù)的工作中能有更深的發(fā)現(xiàn)。
