一种验证预涂胶螺钉防松性能的振动试验方法

邓智

（珠海格力电器股份有限公司，广东珠海 519070）

1 引言

螺纹联接具有简单、可靠、便于调节的优点，是现代结构和机械设备中应用最为广泛的连接结构。一般的螺纹联接具有自锁性，在产品运输或产品本身运动（转）部件中，联接处需要经受冲击、振动、温度变化等作用，易出现预紧力下降而松动，从而造成联接松脱，导致安全、质量事故。近年来，国内外科研人员及工程技术人员在防松方面进行了大量研究，提出了诸如基于摩擦力矩防松原理的梯形螺纹、细牙螺纹，基于破坏螺纹副运动关系原理的厌氧胶粘接、螺帽开槽等大量有效的防松方法和措施［1，2］。本文针对近年新出现的预涂胶螺钉防松性能进行了探讨，确定了一种验证螺钉防松性能的有效方法。

2 预涂胶螺钉防松的原理

预涂胶螺钉防松是将主要成分为聚酰胺的有机树脂通过高温等方式永久固化在螺钉螺纹上，使螺纹在锁紧过程中工程塑料被挤压产生反作用力，增加螺纹螺牙间摩擦力，从而达到防松的作用。此种防松方式方便可靠，可重复使用，具备良好的经济性和实用性，在汽车、家具、家电、工程机械等行业应用十分广泛，如图1、2 所示。

图1 预涂胶螺钉

图2 所涂胶的GC-MS 裂解测试谱图

3 防松性能试验方案

对于螺钉等紧固件防松性能的鉴定，国军标《GJB715.3A 紧固件试验方法振动》［4］中规定有试验方法。依据规定方法对预涂胶螺钉进行验证发现，预涂胶螺钉长期未出现松动现象，且国军标规定的夹具对长度的适应性差。

为有效评估预预涂胶螺钉的防松性能，确定涂胶螺钉与未涂胶螺钉、不同生产商预涂胶螺钉之间防松性能的差异，经大量试验研究对比验证，确定参考国军标及结合相关文献［5］制作如图3 所示夹具，参照表1 所示条件进行试验。

图3 夹具示意图

4 试验方案的应用实例

针对某预涂胶螺钉，按上述方案，取A、B、C、D 四厂家预涂胶螺钉与未涂胶螺钉各10 件，其中未涂胶螺钉与预涂胶螺钉为同一批次，按规定力矩拧紧至振动试验工装后进行振动试验至松动止，记录松动所经历时间如表2。

表1 振动试验条件

将结果用MiniTAB 对数据进行单因子方差分析得到箱线图如图4，对四厂家预涂胶螺钉振动试验结果进行单因子方差分析如表3。

S=17.62，R-Sq=28.73%，R-Sq（调整）=22.79%。

由上可得出结论如下：（1）各厂家预涂胶螺钉的防松性能优于同批次未涂胶螺钉。（2）由四厂家预涂胶螺钉振动试验结果的单因子方差分析，P=0.006，说明四厂家预涂胶螺钉防松性能之间存在显著差异。对于差异的产生，经验证与未涂胶螺钉加工精度及预涂胶胶层厚度有关。

图4 振动试验结果的箱线图

表3 振动试验结果的单因子方差分析

5 结语

本文针对预涂胶螺钉防松性能大幅提高问题，确定了一种新的振动试验方法，能有效区分预涂胶螺钉与未涂胶螺钉、不同厂家未涂胶螺钉间防松性能的差异，可应用于预涂胶螺钉质量控制。

［1］高毅华，张家全.螺纹副的防松技术［J］.汽车工艺与材料，2000（12）：14-17.

［2］张小亮，赵晓华.机械设备中螺纹防松新方法［J］.机械工程师，2003（7）：56-57.

［3］姚敏茹.螺纹联接防松技术的研究应用与发展［J］.新技术新工艺，2006（6）：26-28.

［4］GJB 715.3A-2002，紧固件试验方法 振动［S］.

［5］金玫，等.振动试验夹具在可靠性试验中的应用［J］.航空标准化与质量，2004（50）：39-43.