施必牢楔形螺纹技术及在商用车上的应用
施必牢楔形螺纹技术及在商用车上的应用
汽车装配离不开螺纹紧固件。但是，普通螺纹紧固件（自由旋转型）有一个致命的弱点，即在剧烈震动中会自行松脱， 继而导致被连接部件发生疲劳破坏，从而使得部件及整车损坏、解体甚至于曾发生过轮胎飞出的事故并酿成惨祸。 为解决普通螺纹紧固件的松脱问题，汽车行业采用锁片、销钉、有效力矩型螺母等方法， 在一定程度上延缓了普通螺纹紧固件自行松脱的时间，然而却无法根本解决问题。楔形螺纹结构从根本上解决了紧固件松脱问题。
楔形螺纹
楔形螺纹技术
楔形螺纹又称自锁内螺纹、预载荷锁紧螺纹、施必牢（SPIRALOCK）螺纹，是一种新型的不加任何锁紧机构但具有锁紧功能的内螺纹， 其防松能力大大
高于有效力矩型螺母， 在世界上已被许多先进国家使用。 目前有美国军方螺纹标准《NASM85353-2000楔 形 防 松 螺 纹》 和我国机械部标准 《JB/T10971-2010;30°楔形防松螺纹》。
楔形螺纹牙型与普通螺纹牙型基本相同。 区别主要是在内螺纹的大径上有一个 30°的 楔 形 斜面，见图 1。 与普通螺纹一样，楔形螺纹采用通、止规
检验。但关键的区别点是要控制楔形斜面的尺寸。楔形螺纹的量规共有三个，两个通规和一个止规。
与楔形螺纹配用的是标准的普通外螺纹。 当螺栓拧入内螺纹时，螺栓螺纹的牙顶挤压楔形斜面，由此产生锁紧力矩。 锁紧力矩的大小与外螺纹的挤压力有关，也就是与螺栓的预紧力有关。 预紧力消失，锁紧力矩也就不存在了。因此，这种螺纹的锁紧方式称为“自由旋转型”。要实现锁紧效果，装配时必须施
楔形螺纹螺母优势
综上所述，楔形螺纹螺母优势如下：
1）可靠的抗震防松性能；
2）可显著地提高螺母及螺栓的使用寿命；
3）可重复使用；
4）不受温度剧烈变化的影响，应用环境范围广泛；
5）自由旋转型，一直到拧紧时才需施加力矩，方便装卸；
6）尺寸规格不受限制；
7）与普通外螺纹匹配；
8）无需任何辅助锁紧元件，如弹簧垫圈、止动垫片等；
9）对克服软质材料（如铝合金）滑牙问题有显著效果。
纹的拧紧力矩时，预紧力很快地丧失、直至螺纹副连接失效。 因此，根据楔形螺纹的受力图分析，楔形螺纹施加的紧固扭矩要比标准螺纹螺母大一些，试验证明，即使施加与标准螺纹螺母相同的紧固力矩，楔形螺纹螺母的防松性能也显著高于普通螺纹螺母。 一般推荐楔形螺纹螺母施加的紧固扭矩超过普通螺纹紧固件扭矩 15%～20%这一数值。
在商用车上的应用效果
楔形螺纹在商用车上得到广泛的应用， 特别是应用在商用车的中后桥、变速器、车轮、柴油机、传动轴等关键零部件上面。
某矿山车的中后桥应用案例
某矿山车开发性试验中， 中后桥的桥壳联结部位出现漏机油的现象、 还发现桥壳螺丝孔出现缝隙、联结螺栓折断等质量问题，平均下来新装车辆行驶时间不到 24 h， 行 驶 里 程 不 到 100 km 就开始漏油。 行驶时间不到 72 h，行驶里程 300 km就得重新全部更换一次紧固件。 *突出的状况就是汽车在满载正常行驶中不到 20 km， 就 发 生 严重漏机油故障。 不得不重新更换紧固件。 而每更换一次紧固件就造成车辆无法工作， 加上维修工人的工资，每次更换紧固件都得花 200～300 元。 如桥壳开裂报废损失巨大，重新更换一个新的桥壳，成本至少在 4000 元 以 上。 通 过 对 中、 后 车 桥 机 油
泄漏现象分析， 发现主要原因是紧固件连接处发生松动、导致桥壳发生相对移动，从而使得他们之间的连接螺栓折断，桥壳的螺丝孔出现裂隙，机油是从这些裂隙中泄露的。
解决方案为采用楔形螺纹螺母， 加工和装配的要求为：
1）外螺纹加工时不得有脱碳层出现，螺纹外径尺寸一定要保证符合图纸要求；
2）装配前保持各零部件安装面的清洁；
3）装配时对外螺纹表面润滑；
4）预紧力矩数值比普通螺纹提高 10%～15%；
5）对强制复紧也进行了规定。
变速器
某重型汽车公司在生产的重型汽车的四轮驱动变速器采用楔形螺纹丝锥制作箱体上的螺纹孔。 以前紧固的方法包括有三个部分，即适用 8 级的螺柱，加一定的拧紧力或拧紧力矩。一个锁紧垫圈片和一个螺母。用了楔形螺纹后，不仅简化了装配工序， 而且还消除了箱体表面上的螺柱松脱问题。
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