汽車車身制造行業(yè)經(jīng)常遇到螺紋緊固件松脫問題而感到十分頭痛。近年來，他們對一種新型螺旋形螺紋，有自鎖功能的螺(SPIRALOCK)感到十分高興。

　　SPIRALOCK我們稱之為施必牢螺紋。它已廣泛應(yīng)用在汽車制造行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配，車門和車廂的托架，車身各部件和發(fā)動(dòng)機(jī)部件支架等的裝配。 施必牢螺紋是由SPIRALOCK絲錐加工完成的。這種辦法在經(jīng)濟(jì)上很有吸引力，因?yàn)樗哪嘎菁y具有獨(dú)特的形狀，能用以緊固所有普通標(biāo)準(zhǔn)螺紋的螺栓，而不 需改變螺栓的設(shè)計(jì)或使用其他們嵌入件。

　　SPIRALOCK絲錐和螺紋塞規(guī)現(xiàn)有36種不同形狀的絲錐，即：普通直槽，螺旋形頭，螺旋形槽，合金和T—10材料制成的。施必牢螺母的內(nèi)螺紋是設(shè)計(jì)成2A螺栓相配使用的。

　　一系列實(shí)驗(yàn)室測試和無數(shù)次實(shí)際應(yīng)用后指出。由于SPIRALOCK絲錐在設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新，由它制作出施必牢螺紋的螺母，從而在汽車裝配行業(yè)中經(jīng)常遇到螺紋緊固件松脫問題獲得有效解決。用施必牢螺紋絲錐制成的螺紋孔與普通標(biāo)準(zhǔn)螺栓相配時(shí)就不需其他的鎖緊裝置或粘膠物。

　　為分析施必牢螺紋的確有效的最好方法是與共他螺紋緊固件作比較試驗(yàn)。普通常規(guī)的60°V形母螺紋完全取決于其相對稱的螺紋間的磨擦力，即螺栓的下部螺紋面與螺母的上部螺紋面相接觸而產(chǎn)生的磨擦力。

　　施必牢螺紋絲錐的革新在于它在母螺紋的牙底有—30°楔形斜面，在擰緊時(shí)，任何標(biāo)準(zhǔn)螺栓上的牙頂就緊緊頂著施必牢螺紋的楔形斜面上，使施加于螺 紋間接觸所產(chǎn)生的法向力與螺栓的軸成約60°角，而不是如普通普通螺紋那樣的30°角。顯然前者所產(chǎn)生的法向壓力遠(yuǎn)大于扣者，其所產(chǎn)生的防松磨擦力也就必 然大大加大了。

　　在任何螺紋緊固系統(tǒng)中，螺栓與螺母間必須置有間隙，大多數(shù)情況下，為了便于公母螺紋的裝配，它們之間就必須的足夠的間隙。此外，標(biāo)準(zhǔn)螺紋設(shè)計(jì)及 其公差的大小也會(huì)遇到許多不可避免的問題，如絲錐，鉆頭和板牙的摩損，機(jī)床設(shè)備的精度等。滿足這些要求的關(guān)鍵是每一對公母螺紋牙頂和牙底之間螺紋嚙合的間 隙。

　　受到振動(dòng)或橫向負(fù)載時(shí)，公母螺紋間的徑向間隙就會(huì)產(chǎn)生相對的徑向位移或側(cè)向移動(dòng)。在普通常規(guī)的螺紋中受到向側(cè)邊移動(dòng)的作用力時(shí)，會(huì)減少螺紋紋面上的鎖緊磨擦力，而使公螺紋緊固件的張力或負(fù)載作用力產(chǎn)生松弛螺母轉(zhuǎn)動(dòng)的作用力。

　　麻省理工學(xué)院(MIT)經(jīng)過研究后指出：SPIRALOCK螺紋與普通標(biāo)準(zhǔn)螺紋相比其抗側(cè)向移動(dòng)的能力，前者要比后者大達(dá)三部之多(見圖1)

　　在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中，用容克式(Junkers)實(shí)驗(yàn)臺作了橫向負(fù)載振動(dòng)試驗(yàn)，SPIRALOCK顯示出它具有非常優(yōu)異的抗振動(dòng)能力(見圖 2)他們試驗(yàn)了三種基本的母螺紋：一種是普通標(biāo)準(zhǔn)螺母，一種是力矩鎖緊螺母和一種用SPIRALOCK絲錐制作成的施必牢螺母。用同樣的普通標(biāo)準(zhǔn)螺栓，同 樣的緊固負(fù)載力矩，同樣的振幅和頻率和同樣的由實(shí)驗(yàn)室控制二分的試驗(yàn)時(shí)間，結(jié)果是：普通標(biāo)準(zhǔn)螺母幾乎立即松脫了，失去了全部鎖緊能力；力矩鎖螺母則失卻了 70%的鎖緊能力；而施必牢螺母在兩分鐘試驗(yàn)期間仍保持了它的自鎖緊能力。

　　試驗(yàn)還證明，施必牢螺紋，不像其他的螺紋，它能夠在螺栓上擰緊擰松再擰緊許多次，對其鎖緊能力沒有顯著的喪失。每一對螺母和螺栓裝配 中，如松卸、擰緊若干次，普通標(biāo)準(zhǔn)螺母和力矩鎖緊螺母在每次連續(xù)試驗(yàn)后就會(huì)很快失卻其鎖緊能力，而施必牢螺母則能繼續(xù)保持其原有的鎖緊能力。

　　施必牢螺紋的楔形面還可以消除普通的螺紋滑牙或剪切問題，普通常規(guī)的60°V形螺紋，在其第一個(gè)嚙合螺紋面上承受了鎖緊負(fù)載的大部分。有些試驗(yàn) 中，頭兩個(gè)螺紋承擔(dān)了多到80%的負(fù)載。當(dāng)施加負(fù)載時(shí)，公螺紋就開始在其螺栓頭附近和第一個(gè)嚙合螺紋面處伸長。當(dāng)鎖緊負(fù)載繼續(xù)增加，第二個(gè)螺紋面開始承受 一些負(fù)載。在許多情況下，需要將一定的鎖緊力傳到第三和第四個(gè)螺紋面上時(shí)，這就開始將第一個(gè)螺紋剪切磨損掉，而致造成滑牙。

　　這種施必牢螺紋的楔形斜面設(shè)計(jì)成有連續(xù)的、螺旋式的、高磨擦接觸面，因此由施必牢螺紋絲錐制作成的螺紋，變能避免鎖緊負(fù)載集中的問題。

　　1984年密西根大學(xué)生作的研究表明，普通標(biāo)準(zhǔn)螺母和螺栓組合的緊固件中，鎖緊負(fù)載60%~70%中集中在第一和第二螺紋面上，而施必牢螺母則顯示出能將總鎖緊負(fù)載的17%均勻分布在第一個(gè)螺紋面上，總鎖緊負(fù)載的12.5%，均勻分布在最后一個(gè)螺紋面上。 【MechNet】