洛帝牢 X系列垫圈可以在低温条件下使用吗?

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在上一课中,我们大概认识了Nord-Lock洛帝牢是做什么的。下面我们就来看看Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈如何实现它的第一大功能——防松。

Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈的目标

Nord-Lock洛帝牢:我们创造的楔形制锁专利技术,让失效不再成为必然。

我们先来看看Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈长什么样:

Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈的结构

Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈是由一对垫圈组合而成,每个单片垫圈的两侧几何形状分别为径向细齿和楔形齿面。径向细齿用于咬合接触零件与之成为一体,楔形齿面利用其在螺栓头/螺母下方形成楔形效应,从而锁紧螺栓/螺母,阻止螺栓的自发松动。那么,Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈是如何实现防松功能的呢?

上图为一个螺栓拧紧的示意图,我们可以看到,随着螺栓拧紧方向旋转,洛帝牢垫圈的楔形齿面处于垂直顶紧状态,两片垫圈不发生相对滑动。而垫圈上下径向细齿在拧紧方向上为钝角,因此螺栓可以在垫圈上相对滑动。拧紧后,径向细齿嵌入到其下方的零件中和上方的螺栓头下表面里。

接下来,螺栓遇到了震动,发生了反向旋松的趋势。此时,由于在旋松方向上的径向细齿为垂直顶紧状态,因此上下垫圈分别嵌入零件和螺栓头后,与这二者分别构成一体并相对静止。垫圈之间的楔形齿面此时在旋松方向上为钝角状态,因此会发生相对滑动。也就是说,在旋松方向上,相对滑动发生在两个垫片之间,而不是两个垫片外侧。

由于垫圈的楔形齿面之间夹角α>螺纹升角β,因此在旋松发生时,垫圈在轴向上增厚的量要大于螺纹在轴向上爬升的量,二者形成了行程差,反馈至螺栓内部就是将螺栓拉长,即为增加了螺栓的轴向预紧力,预紧力的增加是螺栓本身震动所无法抵抗的,通过这种楔形效应,使得螺栓松动的趋势被消减,螺栓不会因为震动而发生松动。

这个3D动画也清晰展示了洛帝牢垫圈的工作原理。那么,我们如何保证能够实现楔形制锁效应呢,其中最重要的一点就是我们的径向细齿能够有效的嵌入到两侧的基材和螺栓中。

我们在实际工况中,无法测量每一颗螺栓的残余预紧力来判定垫圈是否生效,那么我们可以通过“拆卸”这种最简单的办法来验证洛帝牢垫圈是否真正起效。如上图所示,螺栓拆卸后,在两个接触面上如果能够形成清晰的放射状压痕,说明垫圈两侧的径向细齿是保证嵌入到了基材和螺栓头/螺母中。这种保证嵌入就会使得螺栓在旋松方向上,滑动能且仅能发生在两个垫片之间(楔形齿面之间),然后再利用α>β的楔形制锁效应,达到对整个连接的防松目的。

这种保证嵌入所需要的技术沉淀就显得十分的重要,这里要求垫圈本身要具有优异的材质、合适的表面硬度、精确的几何形状、一致的加工精度、稳定的涂层技术等。除此之外,楔形齿的数量、角度设计、加工精度等也往往决定了相对滑动的难易程度和受力是否均匀。这需要大量的理论计算、技术积累、用户反馈、现场经验等。

因此这一对看似简单的垫圈中,包含了不简单的科学。这也是为什么Nord-Lock洛帝牢近40年的时间一直在生产并不断改进这一产品的原因。

这里仅将硬度列出说明:

Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈硬度示意(合金钢)

Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈(合金钢)的硬度可以达到500HV以上,该硬度已经超过大部分机械设备所选用金属的硬度(最右侧硬化工具钢如车床用车刀等),与螺栓对比也超过了12.9级螺栓的硬度,因此在10.9或12.9级的螺栓连接处,洛帝牢垫圈仍然有信心将径向细齿有效的嵌入到螺栓头/螺母中。

而其他更多的技术要点以及相关的实验视频,感兴趣的小伙伴可以联系题主进行沟通了解。

以上便是Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈防松功能的实现原理及其特点。

第五课预告:小螺栓,大学问。螺栓防松第五课:Nord-Lock洛帝牢楔形制锁防松垫圈如何实现预紧力统一功能


在一些欠发达国家或交通不便的地区,人力运输工具是唯一可行的选择,因此,优良的设计方案会大幅提升交通状况的可持续发展。


学生以团队形式参与设计和组装等环节,车辆作品需满足通勤、运货等日常生活所需。

比赛分为两部分:提交完整设计报告、作品展示(包含百米竞速及2.5小时的耐力赛)。


对于该项赛事而言,洛帝牢集团已不再陌生,由其赞助的莫雷利亚理工学院已经连续两年包揽冠军奖杯。


Stingray是莫雷利亚团队的参赛作品,这是一款27速的三轮车,独特的设计非常适合于低密度交通的城市街道,可调节的座椅也考虑到驾驶员的人体工程学需求。

团队成员Manuel Pimentel Vega表示:“Stingray拥有出色的安全性能、稳定性、制动性能和转向半径,使它成为墨西哥HPVC挑战赛中最优秀的车辆。”

此外,与其他人力车相比,Stingray取胜的关键因素正在与洛帝牢集团提供的防松垫圈,后者可以确保车体所有螺栓连接的牢固。


“HPVC会对参赛车辆的安全系统进行非常严格的检查,这也是我们决定为所有重要机械系统装配洛帝牢防松垫圈的原因,此类机械系统包括转向、制动、传动和悬挂等。与其他参赛车辆相比,我们的车辆并未在赛事中出现任何机械故障和事故。”

通过HPVC,洛帝牢集团希望接触到更多的应届大学生,他们会在不久后真正投身到工程设计领域。这是洛帝牢对可持续交通运输所做的贡献,也是对未来的重要投资。

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