摘要：随着人们生活水平的不断提高及物流业发展对交通工具的需求，汽车产业得以迅猛发展，导致各大车企对轮胎的需求量及质量要求也越来越高。而轮胎作为一种热压模产品，其生产效率和产品质量在相当程度上由轮胎硫化机决定。轮胎硫化机是轮胎生产中最重要的工艺装备之一，数量大、种类多，约占轮胎企业设备总投资的l/4以上。轮胎硫化机的先进性、质量稳定性及自动化程度直接关系到轮胎厂的产能及产品质量。本文主要针对轮胎硫化机紧固件松动原因及防松措施进行简要分析。
关键词：轮胎硫化；机紧固件；松动原因；防松措施
1 再生胎面胶粉的生产工艺
本发明公开了一种再生胎面胶粉的生产工艺，粉碎磁选的设备包括混合物输送皮带、橡胶颗粒出料斗、第一全磁滚筒、从动滚筒、钢丝分离输送皮带、钢丝回收输送皮带、钢丝出料斗、橡胶颗粒输送皮带、橡胶出料斗、循环输送皮带、第二全磁滚筒、挡板、橡胶粗碎粉碎机、第一振动筛、第一输送皮带、回收输送皮带、橡胶胶粉粉碎机、第二输送皮带、第二振动筛和含铁橡胶颗粒接料斗。粉碎磁选的工艺为：将块状轮胎经粗碎机粉碎筛分得到粗颗粒，经过第一次磁第二次磁选得到纯的粗橡胶颗粒和回收的钢丝，上述纯的粗橡胶颗粒再经过粉碎机粉碎后经筛分得到橡胶胶粉。能有效分离铁丝，又能减少对设备的磨损，设备使用寿命长。
2 螺纹连接松动原因
螺纹连接的实质是通过轴向力使被连接件保持在一起，当螺栓拧紧后，轴向力衰减称为螺纹连接松动。其松动原因主要有以下几点。
2.1设计上的缺陷
2.1.1螺栓选用不当
在螺栓拧紧过程中，连接部件之间的夹紧力随着预紧力的增大而快速的增大，当达到屈服点时开始发生塑性变形，这时夹紧力随着螺栓预紧力的加大而增加很小甚至不变，当再增加预紧力时其夹紧力逐渐变小直至断裂。故设计人员需要对拧紧力矩进行准确的分析和计算，并充分考虑零部件的重量、承受载荷、安全标准等因素，选择合适的螺栓连接。
2.1.2未考虑防松设计或防松方法不佳
螺栓连接在使用过程中由于振动、高低荷载变化及冲击等原因而发生连接松动甚至螺栓脱落的现象。因此产品设计时必须实施有效的防松措施，避免因恶劣的工况出现螺栓或者螺母的松动脱落。目前轮胎硫化机的紧固件大多采用加强摩擦力的防松方法，如加装双螺母锁紧、螺母＋弹簧垫圈等防松方法。美国航空航天局紧固件设计手册建议不使用弹簧垫圈，其解释为：当螺栓被完全拧紧后，弹簧垫圈也被压平了，其作用和普通垫圈相同，同时其锁紧功能不存在了，总而言之，此种类型的弹性垫圈对于锁紧是没有作用的。武汉理工大学莫易敏研究表明，在高强度螺栓连接中，弹簧垫圈起到的防松作用很小，甚至可能会减弱防松效果，故在实际装配中可将其去掉以节约成本。
2.2 预紧力不足
螺栓拧紧的预紧力直接决定两个连接零件之间的夹紧力，预紧力不足必然会导致连接螺栓出现松动并导致连接零部件的松动。螺栓预紧力要接近或者达到螺栓材料中的屈服强度。但是实际装配过程中，由于操作者臂力有限或所选工具型号不匹配，造成输出拧紧力矩不足，而造成螺栓不能达到要求的预紧力。设计及工艺没有对拧紧螺栓的扭矩提出具体要求，装配工位无相应的扭矩扳手，操作工拧紧时常常凭感觉及经验判断是否拧紧，造成部分大振动部位的螺栓预紧力不足而出现松动现象。
2.3 支承面变形松动
当螺母或螺栓的支承面受到很大压力时，螺母或螺栓的支承面及被连接零件的接触面会发生压陷变形，导致螺纹紧固件预紧力减小甚至丧失，从而出现连接松动现象。
2.4 装配工艺不当
对于分布有规律的多个螺栓拧紧，装配工艺未制定合理的拧紧工艺文件，操作工则完全凭个人经验进行拧紧作业，导致部分螺栓因拧紧顺序不对，出现受力不均衡而使螺栓松紧不一致出现松动。如在装配过程中常见的四方形分布的安装螺栓，一般采取对角交叉拧紧的方法，尽可能保证螺栓受力均衡，否则会使螺栓出现松动，甚至因受力不均衡使连接零部件出现变形。
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2.5 加工质量缺陷
零部件连接时螺纹孔或螺栓孔尺寸精度尤为重要，螺纹规格大小直接影响螺栓所获得的预紧力的大小。螺栓安装孔尺寸偏小则装配困难，尺寸偏大则零件表面与螺栓或螺母支承面接触处会产生压陷变形，而导致螺栓或螺母出现松动。
3 硫化机紧固件防松措施
轮胎硫化机紧固件在轮胎硫化工艺过程中由于工作载荷的变化而出现松动的现象，严重影响轮胎硫化质量及效率。青岛科技大学孟兆明针对柱式平板硫化机的结构特性及工作特点，提出了一种新的棘式螺母+棘式垫片的防松结构。该结构可实现任意位置反向自锁，防松可靠，并具备可拆性，但是由于需要特制，难以广泛应用。轮胎硫化机紧固件松动的问题，涉及方面较多，解决措施主要包括如下几个方面。
3.1 设计优化
3.1.1在螺栓的连接中增加弹性的伸长量。根据德国VDI2230相关规定，螺栓的弹性延伸性要好，为了达到较好防松效果，在空间允许的情况下，螺栓长度尽量达到螺栓直径的3~5倍。
3.1.2采用新型可靠的防松结构。根据产品结构特点及工作状态和工作环境，根据表1选择合适的防松结构。
3.1.3采用细牙螺纹替代粗牙螺纹。细牙螺纹更加容易保证自锁，以达到防松的目的。
3.1.4铰制孔螺栓替代普通螺栓。硫化机采用普通螺栓的螺杆直径一般比安装孔径小0.5~1mm，需要较大的预紧力防止被连接件的相对滑动和转动。铰制孔螺栓连接，螺杆部分直径与安装孔的尺寸一样，是过渡配合，当被连接件间有相对滑动时，只需要较小的预紧力便可防止其运动。
3.2 工艺技术优化
3.2.1装配工艺文件完善完善。装配现场作业标准、扭矩管理、涂胶规范等装配工艺文件，并对员工进行培训并认证，实行认证上岗。
3.2.2推行扭矩管理。针对不同等级的螺栓，以最接近屈服极限来设定螺栓拧紧的力矩值，确保在螺栓屈服极限范围内充分拧紧螺栓，提高防松效果。同时给各工位配备相应的扭矩扳手，严格按扭矩要求进行拧紧。
3.2.3螺栓拧紧设备优化。根据拧紧需要，配备多轴联动定扭拧紧机、油压脉冲式定扭风扳机、定值式扭力扳手等，提高拧紧精度。
3.3 质量控制
零部件加工尺寸控制。装配前必须检查零部件尺寸精度、粗糙度、螺纹连接件规格型号是否符合设计要求，对出现的质量问题要及时要求上工序或外协外购厂家进行整改，确保零部件尺寸满足设计要求，保证螺栓连接的可靠。扭矩工具校验。采用扭矩管理必须保证所有扭矩工具的精度达标，扭矩工具必须按照规定定期送计量检测室进行校验。
3.4 人员素质、技能提升
装配工人的素质及技能水平直接影响装配质量，因此需要定期对操作工进行培训。主要培训装配的理论基础知识，包括拧紧工具的操作要领，螺栓拧紧的顺序及相关注意事项等。同时建立实操培训平台，让操作者结合培训的理论装配基础知识的内容进行实际操作的练习，特别是新入职员工需要进行反复的练习，作业标准考核合格后才能上岗作业，减少因操作工装配方法不正确导致的螺栓松动。
4 结束语：
综上所述，如何有效防止紧固件松动是整个机械行业需要共同面对的难题，本文主要针对硫化机紧固件松动的主要原因进行了分析，并对当前常用的防松结构进行了总结归纳，并对比分析其防松效果和应用，同时结合本公司实际情况提出一些切实可行的防松措施，以提高轮胎硫化机紧固件的防松能力。
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论文作者:彭树鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/11
标签：螺栓论文; 轮胎论文; 橡胶论文; 螺纹论文; 扭矩论文; 紧固件论文; 螺母论文; 《基层建设》2017年第14期论文;