螺纹锁死实验分析报告

                                        — 法兰锁紧场合

一、法兰使用情况说明：

①   在使用管道输送液体时，其联接大多采用法兰连接。为了能在特殊条件下(防腐、高空、暗道等)减少更换频率，需使用防腐蚀性能较好的不锈钢法兰或是PVC塑料等材料，这时就要用到不锈钢螺丝螺、帽来联接与固定。

②   法兰联接的主要特性：

a.       螺纹在锁紧的过程中有预紧和锁紧两个过程，由于两法兰面不平行（两法兰面本身不平行；螺丝在预紧过程中各螺丝用力不均也可以造成法兰面不平行<如附图1>）即：法兰面与螺丝锁紧方向不垂直，导致螺丝与螺帽螺纹的作用面没有完全接触。

b.      中间有密封垫，为保证不漏溶液，往往有时扭距超过规定值。

c.       在锁紧过程中经常会有法兰上下孔对不上或有些偏心，强行安装螺丝会导致螺纹的外表受伤，或塑料类、铁屑类等杂物掉入螺丝与螺帽的啮合中。

      以上三点极容易造成螺纹锁死。

二、实验目的：

     仿照法兰使用特性，改变螺帽、螺丝某些参数来测试锁死比率，以寻求降低锁死客诉的目的。

三、实验内容：

① 实验条件：

     时    间：08年9月24日—08年9月28日

     室    温：20℃-25℃

     地    点：模具组

     人    员：蒋雪明 朱建忠 汤建军 钱伟丰

     工    具：梅花扳2把，台虎钳

     装    备：法兰2块，材质为45#，硬度HRC28°

               橡胶垫2块

           螺丝：M16X80 批号：200711190463

           螺帽：M16    批号：1022285013

                      图1                                       图2

② 实验过程：

注：(1) 嘉士多油中硫含量占1%-3%，脂肪含量＞20%，氯含量占10%-20%，颜色为深褐色，密度15℃时为0.946千克每立方米。

(2) 攻牙油中“氯”与“磷”两种元素，其中的所占比例现不知，待查。

    (3) 皮膜处理：依照我司以往标准的（草酸）皮膜处理方式。

    (4) PC：依照我司以往标准的PC处理方式。

    (5) coating：依照我司以往标准的coating处理方式。

四、实验分析：

(一) 从整个实验过程及未锁死螺纹退出后的表面来看：

Ø         由于两法兰不平行，在预紧过程中，确实有牙纹未全接触的现象。

Ø         从螺丝的牙纹来看，在牙山1mm深处有伤痕。由于有克服锁紧力的关系，就会摩擦产生热量（各种不锈钢的导热率较低，基本在10-30w/mc°范围内，约为碳钢的1/3）。锁紧力越大，螺丝牙山部分的不锈钢越容易产生粘连。

Ø         从螺帽的牙纹来看，由于由于受力在牙底且螺帽表面硬度较高，伤痕就不明显，但在在牙底留有螺丝的粘连屑。

Ø        在松脱的过程中，其道理亦然。 

Ø        为了解螺纹啮合的偏转角度，以螺纹中经为啮合直径计算公制、英制的偏转角度，如下表：

以上表格可看出英制偏转角度较小，也说明了英制较公制不易锁死的说法。

(二) 从锁死的螺丝螺帽剖开分析：

牙内有在锁紧时产生的不锈屑卡在内，干涉了螺纹的进出，牙底与牙顶都顶死了。

五、实验分析结论：

  减少不锈钢螺丝在法兰行业的锁死现象可以从以下几个方面进行：

(1)   降低偏转角度使螺纹接触面加大（将法兰面整平）；

(2)      在一定的扭矩范围内；

(3)      提高螺纹表面硬度；

(4)      提高牙山表面光洁度，降低摩擦系数，降低在锁紧中产生的摩擦热。

而结合我司能做的：

 (1) 降低偏转角度：法兰整平，但不现实，用户不理这套；

              螺纹配合，我司螺丝螺帽其螺纹精度均符合标准，要缩小公差，成本太大。

 (2) 在扭矩范围内：实际使用中不存在用扭力扳手。

 (3) 提高螺纹表面硬度：奥氏体也不能渗碳热处理。

 (4) 只有从“提高牙山表面光洁度，降低摩擦系数，降低在锁紧中产生的摩擦热”来着手，实验证明，    目前以现有条件，用嘉士多油抹于产品内牙，如螺纹锁紧长度长，则在螺丝上也抹上此油，        不管用多大力，偏转多少度，均不会锁死。

以上停留在实验阶段，不代表实际使用状况，目前只了解到此深度，望后续的工作中能有更深的发现。