2004年7月,一架名为卡西尼·惠根斯的宇宙飞船将进入土星轨道。飞船是通过名为TITAN Ⅳ 的运载火箭承载的,它们在承受着巨大的振动,剧烈的冲击和极端变化温差的条件下,跨越了7亿5千万英里的空间距离,历经了7年的飞行时间。这么长的时间,这么长的距离!在人类探索宇宙太空中是史无前例的。经历长时间飞行,惠根斯无人探索器将先降入土星最大的一个名为TITAN的卫星上,TITAN卫星的表层是灰蒙蒙的大气层。飞船到达TITAN球体表面的飞行中,它已采集了卫星大气的样本,并测量出大气成分的组成。
为了能从卡西尼轨道飞行器上对土星大气和惠根斯无人探索器对TITAN卫星大气进行精确的测量。宇宙飞船上安放了许多测量仪器,无论是发动机还是各种检测仪器。在连接中,使用了几百件的施必牢紧固件,在整个飞行期间,没有产生螺纹松动和滑牙的现象,从而有力地保障了宇宙飞船长期在太空中运转的安全性。
施必牢螺母为什么能有效地解决松动问题。其特点是因为它的独特的结构。在阴螺纹的牙底处有一个30度的楔形面,在拧紧时,螺栓的牙尖就紧紧地顶在施必牢螺纹的楔形斜面,使施加于螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴成60度角,而不是如普通螺纹那样的30度角。显然施必牢螺纹法向压力远远大于扣紧压力,因此所产生的防松摩擦力也就必然大大加大了。
施必牢螺纹的楔形面还可以消除普通螺纹滑牙和剪切问题。普通常规的60度V形螺纹,在其第一啮合螺纹面和第二啮合面承载了70-80%的负荷,而以后几个啮合面承受很少的负荷。当外力增大,负载面受力一个个传递下去,造成螺纹依次剪切磨损,因而很容易滑牙。而施必牢螺纹由于结构独特,螺栓牙尖紧紧地顶在30度斜面上,而且随着螺旋线,每牙承受的负载都比较均匀,同样负荷能分散到每个面,每个点。在密西根大学作出的研究表明,第一个承受载面承受17%的负荷,而最后一个承载面也承受12.5%的承载。这样在正常工作中施必牢螺纹就不会产生松脱或滑牙问题(见图一)。
麻省理工学院(MIT)经过研究后指出:SPIRALOCK螺纹与普通螺纹相比其抗侧向移动的能力,前者要比后者大三倍。而且施必牢螺纹受力均匀,每牙,每周都和均匀承受负载。(见图二)
在实验室实验中,用容克式(JUNKERS)实验室作了横向负载振动试验,SPIRALOCK显示出它具有非常优异的抗振动能力(见图三)。他们试验了三种基本的母螺纹:一种是普通的标准螺母,一种是力矩锁紧螺母和一种用SPIRALOCK丝锥制成的施必牢螺帽。用同样的标准螺栓,同样的紧固负载力矩,同样的振幅,频率和同样的实验室控制二分钟的试验时间。结果是:普通标准螺母几乎立即松脱了,失去了全部锁紧能力;力矩锁紧螺母失去了70%的锁紧能力;而施必牢螺母在两分钟试验期间仍保持了他们的自锁紧能力。
由于施必牢螺帽独特的形状,优良的防松效果,广泛地被运用到汽车、飞机、铁路、工程机械、港口设备等中高端领域,在技术性能,防松效果上得到了广大用户一致好评。例如《人民铁道》报道:“为解决在高频率振动中的紧固件松动问题,磁悬浮列车项目组选定了三套方案投入运行。经过了90天的运行,施必牢螺母在高频率振动条件下,表现了优异的性能。因此,上海底特精密紧固件有限公司被上海磁悬浮铁路指挥部定为唯一的防松紧固件供应商。”
美国宇航飞机发动机上均采用施必牢紧固件。美国宇航局充分地认识到施必牢螺纹设计特点的优越性,因此承受剧烈振动和极端温差变化的情况下,能长时间的工作,并且始终没有产生松脱现象。而且施必牢