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永不松动的螺母设计图纸拿出来,仿造者都无一成功!

中国高铁构建了世界最大规模的高铁体系和技术平台,引领世界高铁潮流。然而,高铁上使用的螺母却要进口,我们只能购买仅有45名员工日本小企业哈德洛克(Hard Lock)工业株式会社的永不松螺母。



不止中国,全世界包括英国、澳大利亚、美国等科技水平遥遥领先的国家都要向日本哈德洛克公司公司订购小小的螺母,全世界只有这一家,可想而知,哈德洛克螺母的市场份额有多大,将一颗螺母做到了极致。


01 不松动原理


这种螺母是由Hard Lock创始人若林克彥自己设计研发的,第一个版本称为“U螺母”,使用板簧卡住螺丝钉螺纹的方法,让螺母保持牢固,不会松动。



但是第一代产品有些小问题,就是装配在挖掘机和打桩机上的U螺母,因为震动太大而出现了松动的现象。若林克彥又设计了他的第二代产品,现在市面上都是第二代产品(即哈德洛克螺母)。



哈德洛克螺母防松动原理:首先这种螺母是成对配套使用的,分为凹状螺母和凸状螺母,安装时注意顺序,凸状螺母在下方先装,凹状螺母在上方后装。



凸状螺母制造时采用的偏心加工,凹状螺母是正常的中心圆形加工,当两个凸凹螺母拧在一起,就像螺母中插入楔子一样,从而实现了防松动的效果。


02 仿造者无一成功


Hard Lock螺母成功后,市面上出现大量Hard Lock螺母仿造品。公司创始人若林克彦却在公司网站上发布了Hard Lock螺母的设计图纸,并仔细讲解了Hard Lock螺母的原理和制作过程。虽然模仿者很多,但成功者几乎没有,这就是技术的关键。


▲防松螺母标准轮辋型式


原因在于发明这样结构的螺母不难,难的是需要在使用中不断地改进。从这家公司的设立到日本最大铁路公司的全面使用,公司创始人用了近20年的时间。这20年中他们不断的技术改进,才使HardLock螺母成了世界上唯一绝不松动的螺母。



哈德洛克公司在其官网上特别注明:本公司常年积累的独特技术和诀窍,对不同尺寸和材质有不同的对应偏心量,这是Hard Lock螺母无法被模仿的关键所在。(写到这里想到前几天写的一篇文章,制造真空蒸镀机的日本Canon Tokki公司,也仅仅300人却垄断市场)



Hard Lock螺母不仅在日本,甚至在全世界得到广泛应用,Hard Lock螺母已被澳洲、英国、波兰、中国、韩国的铁路所采用,台湾新干线自从采用Hard Lock螺母也保持运行以来无人身事故的纪录。



除铁路以外,日本的世界最长吊桥“明石海峡大桥”、世界最高的自立式电波塔“东京晴空塔”、美国的太空梭发射台、海洋钻探机等国內外许多国家和地区,都采用了Hard Lock螺母。


03 其他防松动零件


除了Hard Lock螺母,我们再介绍三款防松动的零件。第一种是瑞典马尔默公司设计开发的—洛帝牢 X 系列防松垫圈,利用一个独特的多功能设计,以提供最高的安全性。



新的夹芯复合材料技术,结合洛帝牢楔形效果解决方案(阻止自发松动)和一个特别的弹性效果(用于弥补因为松弛造成的预紧力损失),可让连接元件可抵挡住自发螺栓松动和松弛,大大给予了额外的安全感。



在铁轨上或铁轨附近,每当列车驶过就会引起抖动和振动。Nord-Lock X-系列防松垫圈将楔形制锁原理及弹性效应相结合,可有效地防止沉降和松弛引起的松脱。



第二种是中国唐氏螺栓,它兼容两种不同旋向的螺母,把右旋螺母的退松力直接转变成左旋螺母的拧紧力,将两个相对的力转化为相助相融。


▲唐氏螺栓防松原理


唐氏螺纹紧固件在联接时,使用两只不同旋向的螺母:工作支承面上的螺母称为紧固螺母,非支承面上的螺母称为锁紧螺母。使用时先将紧固螺母预紧,然后再将锁紧螺母预紧。



在振动、冲击的情况下,紧固螺母会发生松动的趋势,由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向,锁紧螺母的拧紧恰恰阻止了紧固螺母的松退,导致紧固螺母无法松动。



第三种是深圳自紧王科技研发的自紧螺母,它仅需一个螺母和一个垫圈就轻松解决所有问题,在用材、工艺、精密度要求上全无顾忌,高中低螺丝螺母皆能生产。



中国自锁螺母原理:利用螺母和垫片之间的螺旋面吻合结构,实现了自紧力理论的运用,并以特定的抬升角,完全达到防松脱的作用,使其只能拧紧不能松脱,而要松开螺母必须拧转垫片才能实现。



中国自紧螺母因端面设计成多截螺旋面支撑结构,不仅增加了联结副的稳定性,同时也彻底终止了螺母拧紧后应力大多集中在第一、二个齿牙上的传统紧固件的缺失,从而使应力均匀分布,不但大大提升了螺母和螺杆的承载力,而且也降低了内外螺纹的损伤程度。


最后,真心希望中国能有更多人投入到机械制造的研发中,做出比国外更好的产品!

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最新评论

深圳自紧王好像横向振动实验不成功。不知是不是真的,请核实!
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