自锁式高温防松螺栓的设计开发

蓝仁义，刘文元

（1.广西玉柴机器股份有限公司，广西 玉林 537000；2.广西交通职业技术学院， 南宁 530216）

0 概述

螺栓连接广泛应用于各种工业领域，有工业之米之称，传统的螺纹联接在静载荷作用且工作温度变化不大的情况下，螺纹间松脱力矩小于自锁力矩，一般不需要采取防松措施阻止螺栓松脱，发动机采用螺纹联接的零件部在高温、振动、冲击等变化因素影响时，会存在螺纹联接的预紧力逐渐衰减、松动、断裂等潜在失效情况，导致导响、漏油、漏气、漏水等故障，影响发动机性能并存在严重的安全隐患，因此，可靠的高温防松技术是确保发动机质量的重要因素，设计稳定可靠的螺纹联接结构已成为车辆螺纹连接结构设计研究的重点方向之一。

某大型柴油发动机生产厂家在新产品的可靠性试验过程中，连续出现多个系列的发动机排气歧管、涡轮增压器紧固螺栓松脱，导致密封部位的垫片出现烧蚀漏气等故障，如图1所示。

图1 排气歧管出口法兰漏气

为了解决此问题，通过增加螺栓长度并在螺栓与被连接件之间增加一个金属套以降低螺栓的工作温度，使螺栓工作在弹性变形区间，可以有效提升抗松驰能力，但长时间振动作下螺栓仍会发生旋转松脱；施必牢螺纹防松是在内螺纹的牙底加工出30°楔形斜面，在相同的轴向载荷条件下，通过改变外螺纹牙尖接触点的法向力方向，使螺纹接触的法向力比普通纹大而产生较大的摩擦力来达到良好的防松效果，施必牢螺纹的连接方法需要在被连接件上同步采用30°楔形斜面螺纹，对螺纹精度及一致性要求高，且装配复杂。……