螺紋量規的祕密

1. 螺紋量規的設計原理

螺紋量規是根據1905年英國人泰勒(William Taylor)發明的專利——泰勒原則進行設計的,原理是模擬螺紋裝配,含通規和止規。螺紋通規體現螺紋的最大實體尺寸,控制螺紋的作用尺寸,採用完整牙型,量規長度與被測螺紋旋合長度相同,同時檢測螺紋的綜合要素(含中徑、螺距和半角)。螺紋止規體現螺紋的最小實體尺寸,控制螺紋的實際尺寸,採用截短牙型,螺紋圈數也減少,原因是減少螺距和半角誤差的影響,檢驗螺紋的單個要素(單一中徑)。

螺紋量規的秘密

圖1 螺紋量規

螺紋量規的秘密

圖2 螺紋工件

2. 螺紋工件的判斷

螺紋工件的判斷流程如圖3。

螺紋量規的秘密

圖3 螺紋工件的判斷

通規通過,止規止住(或只旋入2~3扣),表示螺紋合格。

反之,通規不能通過,即不能旋合,說明內螺紋過小或外螺紋過大,螺紋應退修。止規能通過,即可以旋合,表示內螺紋過大或外螺紋過小,螺紋是廢品。

3.螺紋量規的優缺點

螺紋量規的設計原則是泰勒原則,非公差帶原則(公差帶原則是指合格的工件,其被測實際要素必須完全處於公差帶內)。

螺紋量規只能確定螺紋是否在極限尺寸範圍內,不能測出螺紋的實際數值。目的是檢驗螺紋的合格性,綜合檢測螺紋的幾何參數,不對螺紋的幾何參數進行單獨檢測,優缺點見表1。

螺紋量規的秘密

表1 螺紋量規優缺點

4.螺紋量規的問題

經螺紋量規檢驗合格的螺紋,一般能保證旋合性(保證裝配),但不一定能保證高質量的連接,即不能保證強度和防松。原因是螺紋量規檢驗無法提供螺紋單項參數的數值,同時難以發現螺紋柱面上的橢圓型、局部瘦牙型、喇叭口、波紋度等缺陷,這些參數和缺陷直接影響螺紋連接的質量和互換性,某一項或幾項超差將引發連接鬆弛、脫落、洩漏、扭矩/預緊力損失、變形、震動鬆弛、過早疲勞破壞等問題。

螺紋量規可正確控制螺紋尺寸的前提是:螺紋不存在螺距、牙側角、圓度和錐度的誤差。

螺紋量規的秘密

圖4 螺距誤差(影響連接面,部分牙接觸,部分牙未接觸)

螺紋量規的秘密

圖5 牙側角誤差(變面接觸為線接觸)

螺紋量規的秘密

圖6 圓度誤差(軸截面示意)

螺紋量規的秘密

圖7 錐度誤差

5. 螺紋檢測問題的解決

為解決上述問題,降低螺紋使用風險,滿足經濟性要求,彌補螺紋量規的不足,需依據不同應用範圍和使用條件來採用不同的檢驗方法,滿足不同螺紋連接質量的需求,這是我國目前正在抓緊制定《緊固螺紋檢測體系》標準的出發點。該檢測體系分為A、B、C三種體系,從體系A到體系C,螺紋質量的保證水平逐漸提高。其中,體系C要求對螺紋的幾何參數進行全面檢測。

螺紋綜合測量機對被測螺紋進行接觸掃描,獲得螺紋軸向輪廓,按螺紋參數的定義直接進行分析計算,獲得螺紋的綜合參數,並自動進行合格性判斷。一次測量僅需2min,就能獲得螺紋的作用中徑、單一中徑、中徑、大徑、小徑、螺距、半角、牙型角、牙側直線度、螺旋升角、錐度等參數。

螺紋綜合測量機具有使用簡便、精度高、效率高、範圍廣等優點,是目前螺紋綜合參數測量的最好方法。

螺紋量規的秘密

SJ5200系列螺紋綜合測量機


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