中山非嵌件六角防松螺母-DIN985
- 产品描述:非金属嵌件是在螺母的内螺纹周围镶嵌一层非金属材料(一般材料为尼龙66),当被拧紧后起到锁紧作用。一般用于不可拆卸的场合。 锁紧原理:螺母的内螺纹被一层非金属材料包覆,当旋入外螺纹时,非金属材料被破坏并将螺纹配合的缝隙填满,增大了回旋时的阻力,起到防松锁紧的作用。
非金属嵌件并非独立零件,而是作为螺母的核心功能组件,与螺母本体形成一体化结构,其核心定义与特征可从三个维度解析:
非金属嵌件的核心形态是 “附着于螺母内螺纹表面的非金属材料层”,通常通过注塑工艺与螺母本体紧密结合:
-
镶嵌位置:主要分布在螺母内螺纹的中后段(远离螺母端面的 1/2-2/3 螺纹长度),部分设计会覆盖全螺纹长度;非金属材料与螺母本体的结合面会做粗糙化处理(如开设环形凹槽),防止使用中非金属层脱落;
-
材料选择:90% 以上的非金属嵌件采用尼龙 66,因其具备优异的弹性(弹性模量约 2.8GPa)、耐温性(长期使用温度 - 40℃至 120℃)与耐腐蚀性,可适配多数民用与工业场景;高温场景(如发动机周边)会选用改性尼龙(如尼龙 66 + 玻纤增强,耐温提升至 150℃),强腐蚀场景则可能使用聚四氟乙烯(PTFE),但成本较高,应用范围较窄;
-
尺寸精度:非金属层的厚度需严格控制,通常为 0.1-0.3mm(随螺母规格递增,如 M5 螺母嵌件厚度约 0.15mm,M10 螺母约 0.25mm),确保既不会因过厚导致螺栓无法旋入,也不会因过薄失去防松效果。
非金属嵌件的防松原理决定了其 “一次性防松” 的属性,因此主要用于不可拆卸或极少拆卸的场合:
-
典型场景包括汽车发动机支架固定、电子设备主板螺丝锁付、家电电机端盖连接等 —— 这些场景中,螺母一旦安装到位,后续维护中无需拆卸,且需长期承受振动、温度波动等工况,非金属嵌件的长效防松能力可避免因螺母松动引发故障;
-
与之相对,需要频繁拆卸的场合(如机械设备检修口、临时固定结构)不适用非金属嵌件,因为每次拆卸都会进一步破坏非金属层,导致防松效果大幅衰减,甚至失去防松能力。
非金属嵌件需与螺母本体同步设计、同步生产,形成 “非金属嵌件螺母” 这一专用产品,而非通用配件:
-
螺母本体材质需与嵌件匹配,常见组合为 “碳钢螺母 + 尼龙 66 嵌件”(表面镀锌 / 达克罗防锈,适用于干燥、轻度潮湿环境)、“不锈钢螺母 + 尼龙 66 嵌件”(适用于户外、潮湿或轻度腐蚀环境);
-
螺纹规格需严格对应,嵌件的内径会略小于螺母内螺纹的理论小径(过盈量 0.05-0.1mm),确保与螺栓(外螺纹)旋合时能产生足够的物理干涉,这是防松的关键前提。
非金属嵌件的防松并非依赖摩擦力的简单增强,而是通过 “非金属材料的破坏与变形”,构建多维度的防松阻力,其完整锁紧过程可分为三个阶段:
当螺栓(外螺纹)旋入带非金属嵌件的螺母时,由于嵌件内径小于螺栓螺纹小径,外螺纹的牙顶会与非金属层发生强制挤压:
-
非金属层中与螺纹牙顶接触的部分会被 “剪切破坏”,形成与螺纹牙型匹配的沟槽;未接触的部分(螺纹牙侧与牙底)则保持完整,继续包覆内螺纹表面;
-
这一过程并非 “无规则磨损”,而是非金属材料顺应螺纹牙型的 “塑性变形 + 局部破坏”,确保螺栓能顺利旋入,同时为后续防松奠定结构基础。
螺栓旋合到位后,被破坏的非金属材料会发生弹性恢复与二次变形,彻底填充螺纹配合的缝隙:
-
螺纹副的配合间隙(包括内螺纹与外螺纹的牙侧间隙、牙底间隙)会被变形的非金属材料完全填充,消除了传统螺纹 “有间隙易松动” 的缺陷;
-
同时,未被破坏的非金属层会对螺栓螺纹牙侧产生持续的径向压力(弹性恢复力),使螺纹副始终处于 “紧密贴合” 状态,即便在温度变化导致螺纹热胀冷缩时,非金属材料的弹性也能补偿间隙变化,维持贴合压力。
当螺母受到振动或外力作用,有相对螺栓回旋松动的趋势时,非金属嵌件会从两个维度生成防松阻力:
-
摩擦阻力:填充在螺纹间隙中的非金属材料与螺栓、螺母本体均存在紧密接触,大幅增加了螺纹副的滑动摩擦力,阻止螺母回旋;
-
机械阻力:被螺纹牙型 “挤压成型” 的非金属沟槽,会与螺栓螺纹牙形成 “啮合锁止”—— 如同在螺纹间增加了微小的 “卡榫”,螺母回旋时需克服非金属材料的剪切强度才能脱离啮合,这一阻力远大于传统螺母的摩擦力,防松效果可提升 3-5 倍。
第三方测试数据显示:在 1000Hz 高频振动测试中,普通螺母(无防松措施)2 小时内即出现明显松动,而带尼龙 66 嵌件的螺母,8 小时后预紧力损失仅 5% 以下,且无回旋松动趋势。
非金属嵌件的防松方案并非 “万能”,其优势与局限性均与其 “一次性防松” 的原理深度绑定,需根据场景精准选择:
-
防松可靠性高:相比弹簧垫圈、止动垫圈等依赖摩擦力的防松方式,非金属嵌件通过 “间隙填充 + 机械锁止”,防松效果不受振动频率、温度波动影响,长期稳定性更强;
-
结构简单成本低:无需额外搭配垫圈、胶水等配件,单颗螺母即可实现防松,装配流程简化(仅需一次拧紧),且尼龙 66 等材料成本低廉,批量应用时性价比显著;
-
对螺栓无损伤:非金属材料硬度远低于螺栓(尼龙 66 硬度约 R110,碳钢螺栓硬度约 HRC25-30),旋合与防松过程中不会划伤螺栓螺纹,避免因螺纹损伤导致的连接强度下降。
-
不可重复使用:每次拆卸都会进一步破坏非金属嵌件的结构(如沟槽变形、非金属层脱落),二次安装时防松效果会衰减 50% 以上,甚至完全失效,因此仅适用于 “安装后不再拆卸” 的场合;
-
耐温与耐化学性有限:普通尼龙 66 嵌件在超过 120℃的环境中会出现软化,导致防松力下降;长期接触强酸碱溶液(如浓度 > 10% 的盐酸、氢氧化钠溶液)时,非金属材料会发生降解,失去弹性;
-
安装扭矩需控制:螺栓旋入时需使用扭矩扳手按推荐值拧紧(如 M8 带嵌件螺母推荐扭矩 20-25N・m),扭矩过小会导致非金属材料变形不足,防松效果差;扭矩过大则可能压溃非金属层,或导致螺母本体变形。
非金属嵌件凭借 “可靠防松 + 低成本” 的优势,已渗透到多个领域的不可拆卸场景,典型应用包括:
-
智能手机、笔记本电脑的主板固定:使用 M2-M3 的微型非金属嵌件螺母,通过尼龙 66 嵌件防止设备跌落或振动导致螺丝松动,避免主板接触不良;
-
服务器机柜的硬盘架连接:服务器长期运行产生轻微振动,非金属嵌件可确保硬盘架固定稳定,防止硬盘读写时因松动出现数据错误。
-
洗衣机、空调的电机端盖:电机运行时高频振动,非金属嵌件螺母可避免端盖螺丝松动,防止电机异响或灰尘进入;
-
微波炉、烤箱的内胆固定:虽工作温度较高(内胆周边约 80-100℃),但未超过尼龙 66 的耐温上限,非金属嵌件可长期保持防松效果,且无需担心高温导致垫圈失效。
-
汽车内饰件固定(如仪表盘、门板卡扣):内饰件无需拆卸,非金属嵌件可防止车辆行驶振动导致内饰松动异响;
-
发动机周边非检修部件(如水泵外壳):选用改性尼龙嵌件(耐温 150℃),适应发动机周边高温环境,确保外壳长期固定,避免冷却液泄漏。
要充分发挥非金属嵌件的防松作用,需在安装与选型中关注三个关键细节:
-
材质匹配:根据使用温度选择嵌件材料 —— 常温场景选普通尼龙 66,高温场景(>120℃)选玻纤改性尼龙,强腐蚀场景(如化工设备)选聚四氟乙烯嵌件;
-
扭矩控制:严格按照螺母规格的推荐扭矩拧紧(可参考 GB/T 3098.9《紧固件机械性能 有效力矩型钢锁紧螺母》),避免过松或过紧导致嵌件失效;
-
场景判断:明确应用场景为 “不可拆卸”—— 若后续需定期检修(如设备维护口、可拆卸面板),应改用其他防松方式(如金属锁紧螺母、防松胶水),避免因拆卸导致嵌件报废。