墊圈主要用于保護被聯(lián)接件的支承表面。螺栓、螺母等多用中碳鋼制造,也有用合金鋼的,當有防蝕或導電等要求時還可用銅、銅合金和其他有色金屬制造。 中國和許多國家的標準規(guī)定螺紋聯(lián)接件按力學性能分級,級別代號標記在緊固件上。鉚釘用鋼、鋁合金或銅合金等制成,頭部有多種形狀,以適應不同鉚縫的需要。
德州自攻螺釘是于1914年大批引入工業(yè)的。最早的設計(基本上是模仿木螺釘)是一種用淬硬鋼制成的,末端為A型的螺紋成形螺釘,主要應用于連接供熱和通風系統(tǒng)的薄板金屬通道。因此也被稱為:“薄板金屬螺釘”。 到了20世紀20年代末,隨著市場的拓寬和新的應用,強調新的設計,廣泛提高了其應用性能。下面介紹德州自攻螺釘在40年發(fā)展中的四個不同階段:螺紋成形德州自攻螺釘,螺紋切削德州自攻螺釘,螺紋輾制德州自攻螺釘和自鉆德州自攻螺釘。 1.普通德州自攻螺釘(螺紋成形德州自攻螺釘) 普通德州自攻螺釘是早期薄板金屬螺釘?shù)闹苯赢a(chǎn)物。原理是:當把它擰入預制孔里時,通過緊靠著孔周圍材料的移位,以及把材料推入螺紋之間的空隙,進而形成與螺釘相連接的內(nèi)螺紋。 2.自切德州自攻螺釘(螺紋切削德州自攻螺釘) 由于普通德州自攻螺釘螺紋成形只有在相當?。翼g性好的材料上才能方便實現(xiàn)。研制把德州自攻螺釘的用途擴大到較厚截面和較硬、較脆及其他變形能力差的材料。這樣就研制出了自切德州自攻螺釘:在螺釘桿部末端加工出切削凹槽或刃口。當把這種螺釘擰入預制孔里時,螺釘就起到絲錐的作用,實際切削出與自身連接的螺紋。 3.自擠德州自攻螺釘(螺紋輾制德州自攻螺釘) 20世紀50年代初,緊固件工程師們開始認識到德州自攻螺釘具有“結構性”的潛在優(yōu)勢,而不只是承擔輕載荷的附件。這就導致人們研制出一種全新的德州自攻螺釘螺紋輾制德州自攻螺釘(自擠德州自攻螺釘)。根據(jù)冷鍛成形絲錐設計原理,人們?yōu)檫@種螺釘專門設計了螺紋和末端,使得螺釘能通過在其螺紋的牙頂上,而不是在整個螺紋的側面,施加間斷的、周期性壓力,從而形成連接的內(nèi)螺紋。通過集中和限制成形壓力,使緊靠著孔的受壓材料更容易流動和更好地填入(擠入)德州自攻螺釘螺紋的牙側和牙底。由于擰入的摩擦阻力遠低于普通德州自攻螺釘,因此,螺紋輾制德州自攻螺釘(自擠德州自攻螺釘)能夠擰入較厚的截面。同時具有較好的擰人控制和緊固扭矩,而且極大地改善了連接強度和整體牢固性。這種德州自攻螺釘的工程標準規(guī)定了材料的選擇、熱處理機械性能和工作性能要嚴格控制。 4.自鉆德州自攻螺釘(自鉆螺釘) 人們做過統(tǒng)計:在構成總裝配成本的若十項費用中,最高的就包括孔的加工。德州自攻螺釘在實際應用中,需要加工預制孔。而且為了使預制孔在實際應用中起到良好的效果,必須要把這些孔的尺寸控制在相當嚴格的范圍內(nèi)。20世紀61年代初,出現(xiàn)了自鉆德州自攻螺釘。由于不需要加工預制孔,為降低裝配成本向前邁進了一大步。概括來講,自鉆德州自攻螺釘實現(xiàn)了鉆削、攻絲和緊固的一次作業(yè)。 以上這些就是德州自攻螺釘設計和發(fā)展的四個主要階段。另外有兩項新研制的產(chǎn)品也值得介紹。兩種均屬于特殊螺紋型式的螺釘。一種設計的是用于塑料和其他低強度材料;另一種用于建筑工業(yè),用來連接水泥墻板,故亦稱之為墻板德州自攻螺釘。
普通的德州T型螺栓,螺栓頭部為長方形,螺桿部分與螺栓頭部成T字型,頭部的寬度小于T型槽的開口部分寬度,以便于德州T型螺栓的頭部可以從T型槽長度方向的任意位置插入T型槽內(nèi),需要固定工件時,將德州T型螺栓旋轉90度,使其頭部的長度方向與T型槽垂直,鉤住T型槽開口部分的內(nèi)側,通過擰緊旋接在德州T型螺栓螺桿上的螺母將工件固定。該結構的德州T型螺栓可以方便地使螺栓與基礎件快速連接,得到較廣泛的應用,但也存在一些不足之處,由于該形式的德州T型螺栓頭部與T型槽開口部分內(nèi)側的接觸面積太小,摩擦阻力相應較小,一方面在擰緊螺母過程中螺栓易跟轉,另一方面在擰緊后的使用過程中往往會由于受外力或震動的影響,造成螺栓容易松動,從而造成連接的不可靠。
德州彈簧德州墊片通常包括德州墊片本體以及在德州墊片本體上沖壓形成的翹起的爪頭,德州彈簧德州墊片常放置在螺栓的螺栓頭和被連接零部件之間,其中,翹起的爪頭與被連接零部件表面接觸,而德州墊片本體上、與翹起的爪頭翹起方向相反的平面與螺栓頭接觸,螺栓頭擰緊后,靠翹起的爪頭在壓平后產(chǎn)生的彈性反力使旋合螺紋間壓緊,同時,翹起的爪頭抵住螺栓頭與被連接零部件的支承面,起到防松脫效果。然而,傳統(tǒng)的德州彈簧德州墊片為單爪式,擰緊時,翹起的爪頭會對被連接零部件的表面損傷較大,而不適用于表面硬度較小的零部件的防松脫處理。
目前,常用鎖緊結構是開口銷(下文稱為開口銷式調整螺母)或者將調整螺母上的薄片敲入轉向節(jié)凹槽(下文稱為薄片式調整螺母),這兩種結構主要應用于單列軸承,勉強應用于軸承單元和輪轂軸承單元,前者結構繁瑣,開口銷易脫落;后者需要工人控制壓入力,壓力過大易導致調整螺母上的薄片結構碎裂,壓力過小易使調整螺母失效,而且受軸向方向沖擊。
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