느슨해짐볼트와 너트연결은 패스너 산업에서 항상 뜨거운 연구 주제였던 기계 공학의 일반적인 고장 문제입니다. 실제 조립 경험과 실제 작업 조건을 바탕으로 이 문서는 볼트와 너트의 주요 풀림 방지 구조를 분류하고, 각 풀림 방지 방법의 작동 원리, 적용 가능한 시나리오 및 고유한 결함을 자세히 설명합니다.{2}} 한편, 이는 자동 잠금 너트의 -장기적인 풀림 방지 성능의 핵심 메커니즘을 설명하며-현장 패스너 선택 및 조립 공정 구성에 대한 신뢰할 수 있는 참고 자료를 제공합니다.-
1. 일반적인 풀림 방지- 유형 및 원리볼트와 너트
1.1 더블 너트 안티-풀림(버트 너트 안티-풀림)
맞대기 너트 풀림 방지-라고도 합니다. 두 개의 너트를 서로 반대로 조이면 연속적인 축 압축력이 너트 사이에 생성되어 맞물린 나사산 접촉면에 작용합니다. 두 개의 너트가 더 단단히 잠길수록 나사산 접촉 표면의 일반 압력과 나사 쌍 사이의 마찰 토크가 커집니다. 너트의 회전 풀림은 맞물린 나사산 사이의 큰 마찰력을 극복해야 합니다. 장비 작동 중 외부 하중이 변동하더라도 두 너트 사이의 재킹 압력이 일정하게 유지되어 지속적인 풀림 방지 효과를 실현합니다.-
적용 가능한 시나리오: 예압 요구 사항이 있거나 없는 볼트 연결에 적합하며 약간의 진동과 안정적인 하중이 있는 작업 조건에만 적용 가능합니다.
단점: 축 방향 설치 공간이 크고 풀림 방지 능력이 제한적이며-심한 진동 조건에서 쉽게 파손됩니다.
1.2 하드 잠금 오목형-볼록형 방지-풀림 방지 너트
하드락{0}}풀림 방지 너트는 하부 볼록 너트와 상부 오목 너트로 구성되어 있어 용도에 맞게 사용할 수 있습니다. 하부 볼록 너트는 중심이 약간 오프셋된 편심 가공을 채택하여 쐐기 블록 역할을 합니다. 상부 오목 너트는 중심 편차 없이 표준 동심원으로 가공됩니다. 상부 및 하부 너트의 결합 표면은 모두 테이퍼형 오목-볼록 표면으로 조여진 후 해머 웨지와 유사한 기계적 자동 잠금 구조를 형성합니다.
작은 축방향 예압은 테이퍼형 접합 표면에 거대한 반경 방향 잠금 압력을 생성할 수 있습니다. 압력은 메시형 나사산에 동시에 전달되어 나사산 접촉 표면과 오목-볼록 테이퍼 표면 모두에서 마찰 토크를 크게 증가시킵니다. 실의 회전 경향을 기계적으로 잠그고 풀림 방지 성능이 뛰어납니다.-
적용 가능한 시나리오: 예압 요구 사항이 있거나 없는 볼트 연결에 적용할 수 있으며 고주파수 심한 진동 및 교번 하중이 있는 열악한 작업 조건에서 장기간 서비스에 사용할 수 있습니다.-
단점: 편심 구조로 인해 매우 높은 가공 정밀도가 요구되며, 생산 공정이 까다롭고 조달 비용도 높습니다.
1.3 Spiralock -풀림 방지 너트
Spiralock 너트의 핵심 구조적 특징은 내부 나사산 루트에 가공된 30도 쐐기- 모양의 경사면입니다. 볼트와 너트를 조이고 맞물릴 때 볼트 나사산의 끝이 내부 나사산의 쐐기-경사면에 밀착되어 고강도-강한 고정력을 형성합니다.
표준 일반 나사산의 경우 나사산 표면의 수직 접촉력과 볼트 축 사이의 끼인각은 30도입니다. Spiralock 스레드는 스레드 프로파일 각도를 변경하여 포함된 각도가 60도에 도달하도록 합니다. 나사 쌍의 정상 압력은 축 체결 압력보다 훨씬 크므로 마찰 저항이 크게 향상되고 나사 회전 풀림이 철저히 억제됩니다.
적용 가능한 시나리오: 안정된 예압이 요구되는 연결구조에만 적용되며, 연결부분은 지나치게 부드러운 재질로 제작되어서는 안 된다.
단점: 볼트 예압이 감소하면 풀림 방지 효과가-완전히 실패합니다. 필요한 볼트 예압에 도달하기 위해 나사산 톱니 사이의 마찰 저항을 극복하려면 더 큰 조임 토크가 필요합니다.
1.4 분할 스프링 와셔-풀림 방지
너트를 조여 분할 스프링 와셔를 편평하게 만든 후 와셔는 지속적인 탄성 반동력을 발생시켜 암나사와 외부 나사산을 밀착 상태로 유지합니다. 일정한 접촉력에 의해 형성된 마찰 토크는 너트 회전을 방지합니다. 한편, 분할된 개구부의 날카로운 절단 모서리가 너트의 바닥면과 연결 부품의 표면에 각각 내장되어 물리적 잠금을 통해 너트의 상대 회전을 더욱 방지합니다.
응용 프로그램 제한: 매우-단단한 접합면과의 연결에는 적합하지 않습니다. 절단 모서리가 단단한 기판에 박힐 수 없으며 풀림 방지 기능이 완전히 상실됩니다.- 또한 볼트의 예압 감쇠를 가속화하므로 높은 예압이 필요한 연결에는 적용할 수 없습니다.
1.5 원추형 스프링 와셔 풀림 방지-
일반 분할 스프링 와셔와 동일한 풀림 방지 원리를 공유하며, 압축 후 탄성 반동력을 사용하여 스레드 쌍을 압축하고 마찰 풀림 방지를 실현합니다.- 일반 분할 스프링 와셔와 비교하여 원추형 스프링 와셔는 구조적 강성이 더 높고 동일한 압축 스트로크에서 더 큰 축 압력을 제공할 수 있어 더 나은 풀림 방지 안정성과 성능을 제공합니다.{3}}
응용 프로그램 제한: 예압 요구 사항이 엄격한 고정밀 연결 부품에는 여전히 적합하지 않습니다.{0}}
1.6 Nord-잠금 이중-레이어 자동 잠금 와셔-
이러한 종류의 와셔는 한 쪽에 큰 각도로 기울어진 톱니가 있고{0}}다른 쪽에 방사형 미끄럼 방지 톱니가 있는 쌍으로 사용됩니다. 조립하는 동안 두 개의 와셔가 경사진 톱니 표면이 서로 마주보게 역방향으로 설치됩니다. 조인 후 외부 방사형 톱니는 너트 끝면과 연결된 부품 표면에 단단히 물려 외부 접촉면을 완전히 고정하고 두 와셔의 내부 경사 톱니 표면 사이에 상대적인 미끄러짐만 남깁니다.
볼트가 느슨해지고 회전하는 경향이 있을 때 내부 경사 톱니 표면 사이의 쐐기 재킹 효과가 축 방향 리프팅 힘을 생성합니다. 와셔에 의해 생성된 리프팅 거리는 실 풀림으로 인한 축 리프팅 거리보다 크므로 실의 풀림 경향을 역으로 잠그고 영구적인 풀림 방지 효과를 얻을 수 있습니다.-
응용 프로그램 제한: 매우-단단하거나 매우{1}}연성인 접합 표면에는 사용할 수 없습니다. 와셔에는 특정한 설치 방향이 있으며, 반대로 설치하면 풀림 방지 기능이 상실됩니다.- 예압이 없는 느슨한 연결에도 유효하지 않습니다.
2. 풀림 방지 핵심 원칙-자동 잠금 너트-
장기적인-풀림 방지-성능자동 잠금 너트-특별히 최적화된 비표준 스레드 구조에서 유래합니다.-
30도 쐐기- 모양의 경사면은 자체 잠금 너트의 내부 나사산 루트에서 처리됩니다.- 맞물림 및 조임 후 볼트 스레드 끝이 쐐기- 모양의 경사면에 단단히 눌러 고강도의 기계적 잠금력을 형성합니다.- 표준 60도 V-형 일반 나사산의 경우 수직 접촉력과 볼트 축 사이의 끼인각은 30도인 반면, 자체 잠금 나사의 경우 끼인각은 60도로 변경되어 응력 상태가 근본적으로 변경됩니다.
기계적 힘 비교: 동일한 축 볼트 장력 P0에서 표준 일반 나사산의 일반적인 접촉력은 1.15P0에 불과한 반면 자동 잠금 나사산의 접촉력은 2P0에 도달합니다. 둘의 힘 비율은 약 7:12로 나사 쌍의 풀림 방지 마찰력이-크게 향상됩니다.
또한 자동 잠금 스레드는-일반 스레드에 내재된 고르지 못한 응력 결함을 해결합니다. 기존의 60도 V-형 스레드의 경우 첫 번째와 두 번째 맞물린 스레드는 전체 부하의 70%~80%를 담당하고 나머지 스레드는 거의 부하를 담당하지 않습니다. 장기간의 진동과 교번 하중이 가해지는-하중에서 앞쪽 나사산은 과부하가 걸리기 쉬우며, 이로 인해 잠금력이 급속히 약화되고, 나사산 회전이 느슨해지며, 심지어 나사산 고착 및 박리까지 발생합니다.
자동 잠금 스레드는 쐐기-모양의 경사를 통해 맞물린 모든 스레드 회전에 부하를 고르게 분산시켜 모든 스레드의 동기식 응력을 실현합니다. 국부적인 스레드 과부하 실패를 방지하고, 진동으로 인한 볼트 풀림을 근본적으로 제거하며, 유지 관리가 필요 없는-장기간-풀림 방지 효과-를 달성합니다.
