釬子連接部分的若干問題

錐體連接其結構簡單，加工制造容易，但工作不甚可靠，在卡釬、連接不良和鑿巖機有強烈空打時易出現掉釬頭的問題。又由于沖擊負荷是靠錐體傳遞，因此錐體部的受力嚴重，易出現脹褲和裂褲問題。

這里所說的釬子連接部分是指分體釬的釬桿與釬頭的連接部分和接桿釬中的各桿間及釬桿與釬頭間的連接部分。

(一)連接類型及特點

本講第三節已經說過，分體釬桿與釬頭的連接形式有兩種形式，即錐體連接和螺紋連接。接桿釬中的各連接均為螺紋連接。ISO中規定的螺紋結構形式有兩種:波形螺紋和反鋸齒形螺紋。從國內外資料看，波形螺紋分正切型和公切線型兩種，詳見圖6-24和表6-3。

螺紋連接較錐體連接可靠且不存在釬頭脹褲和裂褲問題，但相對比較之下，其加工工藝性較錐體連接為差。

不合理地操作會使螺紋松動，使螺紋表面間產生摩擦，因此螺紋連接易因磨損而報廢。

(二)有關結構計算及分析

1．錐體連接

錐體連接具體結構如圖6-25所示。

國際標準ISO1718-1974中規定的錐角α=4°46’，7°和12°三種，日本工業標準IISM3903-1964(1975年確認)中只規定α=6°一種，而我國冶金部YB2003-78中規定α＝7°

從對ISO1718-1974有關釬頭各部的尺寸統計計算可知:1＝8.22~17毫米；d₂/d₁=1.16~1.43(α角小取小值，α角大取大值)；d/d₂=1.22~1.50，但一般d較釬頭外徑小3毫米。

從錐度連接的摩擦力矩計算公式(見圖6-26)。

可知: α角越小，則M摩值越大；在α角一定和d₁值為已知時，如果d₂越大(即連接長度越長)，則M摩也越大；但d值受釬頭直徑D的限制，d₂如果越大則d/d₂就將越小，即說明釬頭端部壁厚越小，越易發生釬頭的脹褲和裂褲問題。另外，α角越小則連接自鎖性和對中性越好，則連接可靠性越高。

較大的1值一方面是為了方便機械加工，但更主要的是為了解決在相配件錐體加工不良或工作時發生磨損及變形情況下，使釬桿錐端頂住釬頭底平面而造成錐體連接失效的問題。

根據錐體連接的特點，釬頭、釬桿錐體部的加工應精確，不但要有較高的尺寸精度、角度精度，而且要有較高的形狀精度和表面光潔度，否則將影響釬頭的實際連接尺寸，使受力惡化并降低連接可靠性。圖6-27是幾種常見的加工誤差對連接狀況的影響。

示例(假設釬桿錐體加工正確)。圖中(a) 、(b)為錐角加工正確而尺寸不正確的情況；(c) 、(d)為錐角不正確的情況。由于錐角較小，因此較小的直徑方向的尺寸誤差將造成較大的軸向方向的尺寸變化，既減小了連接長度，又易使端部頂住使錐體連接失效；角度誤差也從減少連接長度和改變錐體受力狀態方面影響釬具壽命和使用可靠性。

2．螺紋連接

影響螺紋連接的幾何要素有螺距、齒側接觸面、齒側角等；而齒側接觸而是由齒側接觸線長及螺紋連接長度所決定；齒側接觸線長度又決定于螺距、齒側角、牙高等要素。下面分別敘述各要素對螺紋連接性能的影響情況。

(1)螺距

國際標準、日本標準和瑞典標準均規定波形螺紋的螺距為12.7毫米，而我國冶金部標準YB2004-78中規定為12毫米。從螺紋表面的受力情況看(見圖6-28)，螺距小則在相同的螺紋直徑和受有相同的軸向力情況下，其螺紋升角α就愈小，因此正壓力

就愈大。另外，由于這種螺紋的螺距只規定一種，因此螺紋升角隨螺紋規格的增大而變小，從螺紋的上緊扭矩公式(假設按矩形螺紋考慮)

可知:上緊扭矩M隨α角變小而變小，但鑿巖時鑿巖機所產生的扭矩(指外部阻力產生的反扭矩)基本上是一定的，因此α角愈小螺紋愈上得緊，螺紋表面所產生的正壓力愈大因而摩擦力愈大，卸釬所需的扭矩也愈大，卸釬愈困難；特別是當α小到小于螺紋副間的摩擦角時，則螺紋自鎖，更增加卸釬的困難。如果鋼對鋼的摩擦系數取0.15，則摩擦角為8°32'，因此這種螺紋在螺距為12.7毫米時其外徑最好不要超過?32毫米。