紧固件技术

我们紧固件锁固方法系列的第五部分将集中于某些以前未介绍过的替代锁固方法。

锯齿状法兰面螺母/螺栓

锯齿状法兰面螺母和螺栓使用支承面上的锯齿来产生更高的摩擦和防止松动，主要用在金属板连接上。务必小心不要对此紧固件使用任何垫圈，并确保螺母和螺栓上都有锯齿以防止任何旋转。只要设计得当，使用锯齿状紧固件的连接表现非常好，但是如果在涂漆之后安装紧固件，则腐蚀可能是个问题，因为在装配期间可能会使某些材料被去除，尤其是在需要去除的情况下。

双螺母

使用保险螺母（或薄螺母）来对连接进行“双螺母”处理的情况已存在很多年了，并且可能是非常有效的螺纹连接锁固方法。针对不同的连接，使用双螺母的装配方法可能不是最高效的，并且许多人没有正确安装它们。使用保险螺母时，较薄的螺母先装配，在保持保险螺母就位的同时，将顶部的标准螺母拧紧到完整扭矩。这种方法可能难以在连接上产生适当的预负载，这就是很少再使用此方法的原因之一。

机械螺纹锁固

某些制造商推出了特殊的螺纹几何形状，以在内部或外部螺纹中创建机械锁固。与从标准螺纹开始并对其进行形变或破坏以产生摩擦的锁紧螺母不同，这些专门螺纹是在最初形成螺纹时通过轧制和攻丝应用到紧固件中的，因此具有更强的一致性和更加可预测的夹紧力。

止动垫圈

止动垫圈有多个卡舌，它们在装配后沿两个相反方向弯曲，将螺母或螺栓头锁固到配合面。

六角开槽螺母

六角开槽螺母或槽形螺母有跨平面切割或形成的槽，以允许开口销穿过配合公螺纹部件中的横穿孔。通常用于高度关键的连接，例如汽车上的前轮轴承总成，这种强制联锁功能是有保证的，但是对于锁固螺栓连接来说成本太高了。

安全钢丝

一般用于飞机、高性能汽车或其他高度关键的应用，这些螺栓和/或螺母有孔穿过头部或平面。然后可以将安全钢丝穿过这些孔，扭绞并连接到相邻紧固件以防止旋转松动。

是否有问题？想要更详细了解紧固件锁固应用吗? 通过电子邮件 ProvenProductivity@bossard.com 联系我们。

Doug Jones
应用工程师
djones@bossard.com

确保您的应用的紧固件锁固方法：锁紧螺母

我们紧固件锁固方法系列的第四部分将深入研究锁紧螺母，这种螺母又称为有效力矩型锁紧螺母，因为它们不是在“自由旋转”，而是需要一定的有效力矩
来完成装配。

多年来，已经开发的锁紧螺母样式繁多，但我们将集中于两大类别：全金属锁紧螺母和尼龙嵌件锁紧螺母。

全金属锁紧螺母

全金属锁紧螺母起初以自由旋转螺母的形式出现，然后通过冲压或穿孔机使螺纹的部分发生形变，以在装配期间产生摩擦。有顶部锁紧或侧面锁紧两大类，最好了解它们的差别，然后再确定最适合您的应用的样式。

顶部锁紧

顶部锁紧螺母在螺母的一端具有螺纹形变，因此装配只能沿一个方向进行。最常见的顶部锁紧螺母（通常称为抗振自锁螺母）类型顶部有一个锥形，因此很容易识别螺母顶部以便定向装配。

侧面锁紧

双向锁紧螺母可以沿任一方向装配，因此可以在自动化装配中使用它们。这些螺母可通过平面上的冲孔标记来识别。通常有一个冲孔标记，或在两个相对的平面有两个冲孔标记。

尼龙嵌件螺母

尼龙嵌件螺母使用无螺纹尼龙环，在制造过程结束时挤入螺母顶部。将该螺母装配到螺栓上时，螺母顶部的尼龙环中形成螺纹，从而产生阻力。

每种样式的螺母都有优点和缺点。全金属锁紧螺母可以在比尼龙嵌件螺母更高的温度下使用，但是不同批次的尼龙嵌件螺母往往有更一致的夹紧力。全金属锁紧螺母通常在正常镀锌面漆之上还需要一层蜡以防止毛边，这在关键连接中可能会导致某些不可预料的夹紧力。

如需了解更多关于锁紧螺母的信息，请访问 www.bossard.com，或通过电子邮件 ProvenProductivity@bossard.com 联系我们。

Doug Jones
应用工程师
djones@bossard.com

确保保护您的应用的紧固件锁固方法：粘合剂

我们紧固件锁固方法系列的第二部分，将重点关注粘合剂。一般而言，有两种适用于紧固件联接涂抹锁固粘合剂的方法。液体粘合剂，如 Loctite^®，可在装配时涂抹到螺纹，或者可以在发货给客户之前、在加工时将粘合贴片预涂到螺纹上。

液体粘合剂

液体粘合剂的涂抹可以使用塑料挤瓶、刷子来完成，甚至使用胶棒涂抹器擦在螺纹上。此类涂抹的挑战之一是在螺纹上涂抹恰当数量的粘合剂，在不浪费材料的情况下达到所需的锁固效果。某些液体螺纹锁固剂制造商开发了精确计量枪，可为每次涂抹提供相同数量的材料。

螺纹锁固材料制造商将根据您的应用提供应使用多少材料和使用哪种分配系统的实用建议，但是螺纹锁固粘合剂是如何工作的呢？

普遍的思维是螺纹锁固粘合剂只是充当胶水，将内外螺纹结合在一起以防它们旋转松动。尽管这在某种程度上是正确的，但锁固粘合剂的真正好处在于，它们在装配后会硬化并填补螺纹之间的任何间隙。每当作用于连接的外力（如振动）导致螺纹和支承面中的摩擦损失时，就会发生旋转松动。如果该作用力和频率足够高，螺纹中的空气间隙就会允许摩擦损失出现。使用螺纹锁固粘合剂消除空气间隙是防止旋转松动非常有效的方法。

预涂式粘合剂

预涂式粘合剂以与上述相同的方式防止旋转松动，但它们是在工厂以贴片的形式涂抹的。粘合剂材料使用微胶囊封装，避免其在装配紧固件（此时将压碎微胶囊并释放固化剂）之前变干。

预涂式粘合剂的优点包括：

• 不会由于过度涂抹而浪费
• 粘合剂每次都在同一位置
• 装配工不会忘记
• 不易弄脏

预涂式粘合剂的一个缺点在于，它们只有有限的保质期，需对此进行监控。如果零件在装配前已闲置太长时间，则贴片材料可能已变干，其效果会变差。大多数预涂式粘合剂的保质期为 1 至 4 年。

如需了解有关哪种螺纹锁固粘合剂适合您的应用的更多信息，请访问 www.bossard.com 或通过电子邮件 ProvenProductivity@bossard.com 联系我们。

Doug Jones
应用工程师
djones@bossard.com

确保您的应用的紧固件锁紧方法：锁紧垫圈

这是紧固件锁紧方法系列五大部分中的第一部分 – 我们讨论的第一种产品是锁紧垫圈。

对于承受振动和周期性负载的联接，保持夹紧力和/或保持紧密联接是工程师面对的最大紧固件问题之一。正如以前的博客中所述，要确保防止松动，最佳联接设计是使用具有五倍于螺钉/螺栓直径的夹紧范围的硬连接，并将之紧固到正确的夹紧力。当此方法不可行时，使用紧固件锁紧方法就变得必要了。

首先，让我们看看锁紧垫圈：

1) 切口型锁紧垫圈/弹性锁紧垫圈

在每家五金店几个硬币即可买到一磅，这些垫圈作为锁紧紧固件的作用非常有限，尤其是对于等级 5 或 8 的紧固件（公制性能等级 8.8 或 10.9）。它们由非常硬的弹簧钢制成，支承面积小，产生的弹簧刚度（变平所需的力大小）远低于等级 5 或更高的螺栓连接的最佳夹紧力。此类垫圈的使用应仅限于等级 2 紧固件、小型机器螺钉或公制性能等级 5.8 及更低。

2) 带棱纹锁紧垫圈

这些圆锥形垫圈旨在与更高强度的紧固件配合工作。图示的第一个垫圈在凸面侧有棱纹，可与紧固件（螺母或螺栓）的支承面之间产生摩擦，很适合于等级 5（公制 8.8）紧固件，但不适合等级 8（公制 10.9）。更高强度的紧固件具有更高的表面硬度，并且棱纹不会与支承面咬合，这限制了它们的锁紧能力。

上面图示的第二个棱纹锁紧垫圈很适合于等级 8（公制 10.9）紧固件。两个表面上更深、更高硬度的棱纹可与较硬的材料咬合以形成摩擦锁紧。

3) 楔形锁紧垫圈

此类锁紧垫圈以粘在一起的成对垫圈的形式出现。外表面有棱纹，棱纹足够硬，可与等级 8（公制 10.9）紧固件配合工作。两个垫圈之间的楔形斜坡在拧紧期间锁在一起，而在松开连接时，垫圈彼此沿相反的方向旋转，在克服斜坡角度时会产生更大一些的夹紧力。

务必注意的是，任何此类锁紧垫圈不应与平垫圈一起使用，并且如果用于螺栓和螺母连接，应同时在两端使用它们。具有最小摩擦力的支承面会因为振动造成旋转松动，因此应避免平垫圈。

还要注意的是，由于这些垫圈增加了支承摩擦，可能需要更大的扭矩来实现所需的夹紧力。某些垫圈制造商会公布建议的扭矩值，但是对于关键连接，建议进行连接研究以达到最佳扭矩设置。

还有许多其他类型的锁紧垫圈，但上面这些将满足您的大多数应用场合。如需了解有关锁固紧固件的更多信息，请访问 www.bossard.com 或通过电子邮件 ProvenProductivity@bossard.com 联系我们。

Doug Jones
应用工程师
电子邮件：djones@bossard.com

定位销非常适合用于对齐，但在轻量化变得越来越关键的这个世界，标准硬化和研磨的定位销可能存在一些替代品。

首先需要审视我们是否必需一种完全研磨和硬化的定位销。使用不需要太多处理和预制孔的定位销可以达到类似的效果吗？

采用更简单的方法来对齐配接部件不仅可以减轻成品组件的重量，还可以降低总成本。  定位销加铰孔的方案可以用空心定位销加沉孔的方案代替，其中螺栓或螺钉可以穿过沉孔。这是一种非常有效的方法，它能将定位销所需的钻孔功能与夹紧部件所需的紧固件功能结合到一起。

空心定位销和开口定位销

空心定位销适用于很多应用，并具有与之相关的一些优点。它们可降低配合孔所需的公差以及减轻总重量。空心定位销也可采用开口设计。与无缝空心定位销相比，这种开口定位销具有一定优势。开口定位销比无缝空心定位销更容易制造，并且可以使用不像标准定位销那样严格的公差带。

用于塑料部件的另一个很好的替代方案是带刺销。带刺销允许材料围绕刺转动，从而锁定到位。如果定位销需要被锁定到金属内，则可以使用滚花销或槽销完成。这两种销都可以作为枢轴，也可以用于定位。

有关定位销及其如何使用的更多信息，请通过以下网址联系我们ProvenProductivity@bossard.com.

Brandon Bouska
应用工程师
bbouska@bossard.com

在设计使用垫圈的连接时，了解并使用合适的垫圈十分重要。以下是一些做出恰当选择的建议：

1. 使用平垫圈时，应使垫圈硬度与螺栓和/或螺母的硬度匹配，避免结合处发生沉降。

• 140 HV ≤8
• 200 HV ≤8
• 300 HV ≤9

2. 弹性锁紧垫圈不适用于硬质螺栓/螺母,只适用于性能等级 ≤8 的零件。

3. 齿形锁紧垫圈设计用于允许电流在零件之间流动，不提供过多的锁紧特性。它也只适用于性能等级 ≤8 的零件。
4. 高强度连接可使用专用垫圈，例如：

• 专为性能等级8 的零件设计的 Rip-Lok
• 顶部有锯齿的锥形弹性垫圈

• Schnorr 垫圈——专为性能等级9 设计
• 两面有锯齿的小外径锥形弹性垫圈

有关选择合适垫圈的更多信息，参见 www.bossard.com 或给我们发送邮件 ProvenProductivity@bossard.com。

Doug Jones
应用工程师
djones@bossard.com

我如何知道我是否得到适合的装配力？我的设定对吗？我有合适的工具吗？这些都是安装和使用铆螺母时最常见的问题。了解配套材料、夹紧厚度范围、孔尺寸和夹紧力有助于为应用找到合适的接合配件。确保适当的夹紧负载可防止松动和/或旋转损失。采用这种连接设计时，了解蠕变和材料松弛特点也很重要。 

寻找正确的配件

铆螺母应用示例

在选择正确的铆螺母时，需要考虑很多因素。另外，铆螺母样式、材料和涂层饰面也多种多样。让 Bossard 的专家们帮您缩小查找范围，找到能够稳固接合的正确方法。我们将帮助您节约成本，避免昂贵的保修或索赔支出。您可通过 ProvenProductivity@bossard.com 联系我们，了解更多信息。

John Syharath
技术销售
jsyharath@bossard.com

如果装配需要对螺纹施加液态螺纹锁固剂，则有必要研究能否采用预涂式螺纹锁固胶。  预涂式螺纹锁固胶可能在时间和成本的节省方面的潜能未被发掘的作用。

螺纹锁固材料

预置式螺纹锁固材料有两种不同工作原理。尼龙螺纹锁固材料的原理是加强施加区域相对侧螺纹之间的金属与金属接触。鉴于这类螺纹锁固材料的工作原理，不建议对螺纹进行 360° 涂覆。  如果方法得当，这类锁固材料可重复使用。  螺纹锁固胶由两部分环氧树脂组成。进行安装时，将这两个部分混合在一起；两个部分就位后，螺纹之间的区域被填充。这类螺纹锁固材料只能使用一次，如果接合位置需要维修，必须使用带有新锁固胶的螺栓。

填充螺纹间隙有助于解决部分振动松动问题。

预涂式螺纹锁固胶有很多优点，包括：为螺纹施加的锁固材料的量更加一致；可大批量处理零件；预涂式螺纹锁固胶通常可以存放较长时间。

如有任何疑问，敬请联系 Bossard。

如需了解更多关于螺纹锁固胶的信息，请访问 www.bossard.com，或直接发邮件至 ProvenProductivity@bossard.com。

Brandon Bouska
应用工程师
bbouska@bossard.com

现在，消费者比以往任何时候都更加需要环保且省油的车辆，以便他们能够节省燃油开支。为了满足这种需求，汽车工程师需要设计出能够满足这些新要求的发动机。通常，这意味着要为所有车辆——从小型紧凑型轿车到大型卡车——制造出更小更轻的发动机。

为了减小发动机的重量和尺寸，必须将部件紧密地结合在一起，让发动机部件几乎没有富余空间。  用于输送机油以及执行所有其他强制性发动机操作的必要端口和通道必须小心地集成到其余可用空间中，这样就会形成薄型端口壁。

薄型端口壁带来的挑战

薄型端口壁正在快速变得越来越普遍，但它们不能承受老式堵头的常用方法，例如杯型螺塞或螺钉。这些老式堵头带来的结果可能会有很大差异，导致工艺性能存在较大波动——而对于薄型端口壁和紧密封装的发动机组件来说，即使是安装过程中的微小差异也可能带来灾难性的后果。

工艺每次都必须做到精确和准确，以防止损坏或泄漏，因为许多时候端口与轴承或运动部件之间都处于危险的近距离上。因此，工程师一直依靠低应力膨胀密封件来实现可靠、精确的密封。

低作用力密封件的优点

低作用力密封件，例如 SFC KOENIG EXPANDER® 堵头，可以减少对端口壁和部件的损坏，即使在最复杂的发动机几何形状中也能将影响降至最低。下面是低作用力密封件的各种优点：

• 对发动机部件的负面影响较小
• 防止基材开裂
• 避免端口因膨胀而挤到附近的组件
• 减少泄漏和磨损风险
• 对整体系统性能的影响较小
• 配备自有安装设备，确保所需的精度；为安装人员提供更多控制选项

与杯型螺塞、螺旋塞等不同，低作用力密封件提供防漏安全性，非常适合处理极其敏感的应用。在处理紧凑型发动机深处密集的端口时，可靠性更为重要。由于具有薄型端口壁的发动机几乎没有误差容限，因此低作用力密封件的严格公差和可靠的安装方法对于这些现代机器的成功性能至关重要。

有关 SFC KOENIG EXPANDER® 堵头及其他产品的更多信息，请通过 ProvenProductivity@bossard.com 与我们联系。

制定紧固件选用策略时还有一个考虑因素是紧固件的驱动类型，尤其是含内部驱动的小螺钉。如果没有有效的紧固件选用策略，许多客户的物料清单中可能会有几种不同的驱动类型，从而导致相似零件泛滥。一些较为常见的驱动类型如下：

开槽/一字槽

• 不推荐在大批量或自动装配中使用一字槽型紧固件。但有时候，这种使用简单，容易获得工具的驱动是现场操作待检修面板时的最佳选择。

十字

• 这是大多数紧固件头部的常见槽型，适用于大批量组装。这种紧固件的一大劣势是在拧紧或拆卸过程中，其锥形内壁需要较大的下压力防止工具打滑或槽型损坏。一旦紧固件的槽型损坏，该紧固件就很难被拆卸。

米字

• 与十字槽类似，米字槽的头部槽型带垂直的内壁，在安装或拆卸时很少会出现“脱出”。在大批量组装时这种槽型通常可延长工具的使用寿命，但安装时采用的米字螺丝刀很容易与十字螺丝刀混淆。米字头部可根据十字槽旁的四个刻度标记进行辨认（见上图）。米字螺丝刀带有“pz”标记，而十字螺丝刀带有“ph”标记。 

Torx、Torx Plus 或内六角花形

• 这些驱动已经存在了好些年，相比英制，其在米制中更加常见。Torx 与内六角花形非常相似，可以使用相同的螺丝刀，而 Torx Plus 的几何形状稍有不同，在大批量安装时其工具使用寿命更长。Torx 螺丝刀标有“T”形字样，而 Torx plus 则标有“IP”。

内六角

• 这种内六角槽型需要使用六角扳手，有时也称为艾伦扳手。它常用于直径较大的螺栓，由于空间对于标准内六角驱动来说很有限。在较小的螺钉中，内六角可能因工具磨损而损坏，导致其难以拆卸。

如需了解更多有关这些驱动的可用性以及哪种最适合的信息，请登录 www.bossard.com 或通过 ProvenProductivity@bossard.com 直接与我们联系。

开槽/一字槽
十字槽
米字槽
Torx、Torx Plus
内六角
外六角

Doug Jones
应用工程师
djones@bossard.com