自攻螺钉用于提供接地连续性应用探索

自攻螺钉用于提供接地连续性应用探索

何伟丰李勇刘洋林坚锋

（珠海格力电器股份有限公司珠海519070）

摘要：目前国内外关于自攻螺钉用于提供家用和类似用途电器接地连续性的应用较少,本文旨在通过相关实验验证分析自攻螺钉提供接地连续性的可行性、可靠性，为打破传统观念上1颗自攻螺钉不能用于电器提供接地连续性上的行规。同时为后续自攻螺钉广泛用于家用和类似用途电器接地连续性提供有力佐证。

关键词：自攻螺钉；接地连续性；应用。

引言

当前很多家用和类似用途电器家用和类似用途电器接地措施均使用普通螺钉把接地端子固定在易触及金属部件上，出于安全、成本的考虑或一些条款标准框架限制极少使用自攻螺钉用于电器接地连续上，本文以空调实际生产过程的一些经验及调研国内外使用自攻螺钉用于提供接地连续性的案例，研究分析自攻螺钉可应用于电器提供接地连续性的可行性、可靠性，打破1颗自攻螺钉不能用于电器提供接地连续性上的固守传统观念。

1理论分析

1.1接地连续性、可靠性基本条件

国标GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》；欧盟EN60335-1:2012《家用和类似用途电器的安全第1部分一般要求》；国际IEC60335-1-2010《家用和类似用途电器的安全第1部分一般要求》规定只要符合其第27、28、31章节要求便可满足接地连续性、可靠性要求,表1为摘录或汇总总结的基本条件。

2自攻螺钉没有广泛应及用在家用和类似用途电器接地措施主要原因分析

家用和类似用电器安全标准或条款要求自攻螺钉若要提供接地连接，至少需要使用2颗螺钉才能用于提供接地连续性，迫于成本的考虑电器行业上极少使用自攻螺钉用于电气连接上，也极少进行相关的试验证，至于该项规定是否能被打破或修订，由于缺乏相关深入研究资料、实验数据或实际应用案例证据，使得业内无人敢碰或开创性只使用1颗自攻螺钉作为用电器的接地措施。

3接地自攻螺钉的设计、选型

3.1防止意外松动，充分牢固夹紧装置确定

3.1.1接地螺钉防松夹紧装置一般通过加装弹簧垫圈、平垫圈、外锯齿垫圈/外齿垫圈不同组合进行对接地端子的夹紧，下图1为夹紧装置的几种组合。

3.1.2理论上接地螺钉防松夹紧装置使用外齿/外锯齿垫圈对接地端子有效防松防转动的效果最好，我们实际验证也证实了这一点，下表2为自攻螺钉对使用外齿/外锯齿垫圈和平垫圈夹紧装置使用推拉力计按下图2实验方法测算出的防松效果数据,从表2可看出使用外齿/外锯齿垫圈夹紧装置比使用平垫圈夹紧装置要平均大出0.5N.M力矩后才能使其使用同样标准力矩紧固后的端子转动松动。所以笔者建议选用外齿/外锯齿垫圈+平垫圈的组合。

3.2充分的耐腐蚀及防锈能力要求确定

当下用于接地螺钉单体的材质主要有碳钢、不锈钢及黄铜,从耐腐蚀性能上黄铜最优、不锈钢次之但成本较高，一般上业内为加强螺钉的防腐蚀性能又不使成本大高均采用碳钢为螺钉单体，表面则采用电镀涂层或涂覆有机涂层的生产工艺保证。

目前国内外电镀层材质具有高防腐性能且又环保的为电镀锌镍合金涂层,而有机涂层材质具有高防腐性能且又环保的为锌铝合金涂层，即久美特涂层,图3示为电镀锌涂层、电镀锌镍合金涂层、久美特涂层、达克罗涂层1000小时中性盐雾实验后的情况。从图3可看出在保证价格可接受的条件下，电镀锌镍合金涂层耐腐蚀性能最好，所以笔者建议选用碳钢作螺钉单体，外表面进行电镀锌镍合金涂层。

3.3接地电阻具有低电阻验证

任何接地元器件均需要保证其具有低电阻性的要求，而该电阻值不能超过0.1Ω。下表3分别为电镀锌镍合金涂层自攻螺钉和电镀锌涂层自攻螺钉在某个易带电金属部件上和整机上的接地电阻的测试数据。(备注：笔者目前供职于空调企业，故相关实验测试对象均选取空调产品)

3.4承受标准力矩拧紧和松开次数验证

3.4.1国标GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》第28章《螺钉和连接》28.1规定对螺母和金属螺钉使用1.2N.m力矩拧紧松开各五次不能出现滑丝。为表4自攻螺钉在攻丝翻边孔和攻丝通孔上承受标准力矩拧紧和松开次至滑丝时的次数数据。从表3实验数据看出自攻螺钉无论在攻丝翻边孔或攻丝通孔上均满足承受标准力矩拧紧松开不少于5次的要求。

3.4.2检验自攻螺钉连接可靠性主要通过对装配后的产品进行试验（如进行长途运输试验或实验室模拟震动试验）后，使用专用工具（如扭力螺丝批，如图4）测其退出力矩，如果力矩在0.5NM以内，则说明已经滑丝。下表5为自攻螺钉与非自攻螺钉在攻丝翻边孔上承受一定力矩拧紧后其松开退出力矩值数据，证明自攻螺钉同样满足退出力矩的参数要求。

3.5单一自攻螺钉提供接地连续性分析

3.5.1国标GB4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》第28.3章节要求单一自攻螺钉只能提供电气连接，使用2颗以上自攻螺钉可以提供接地连续性。

3.5.2对标准条款的的理解，不仅要了解标准条款的内容和要求,也应了解IECEEGTL决议的解释。

依据IECEEGTL决议280的解释三角自攻螺钉具有与机械螺钉相同的螺纹则其形状是园的，则仅有一颗该螺钉可充分提供接地连续性。因此单一的自攻

螺钉可以提供接地连续性，但必须是三角自攻螺钉。

3.5.3三角自攻螺钉近似三角形断面轮廓，提供了嵌入式自攻装置，多用于薄的金属板之间的连接。其螺纹为三角截面的普通螺纹，螺纹表面也具有较高的硬度，故在连接时，螺钉也可在被连接件的螺纹底孔中攻出内螺纹，从而形成连接。这种螺钉的特点是具有低拧入力矩和高锁紧性能，比普通自攻螺钉具有更好的工作性能，并可代替机器螺钉使用。三角自攻螺钉属于挤压成型螺纹的螺钉中的一种。通过图5中有关三角自攻螺钉的图例，可以对三角自攻螺钉有一定了解。

3.6自攻螺钉提供接地连续性应用实例调研

经调研确认目前国内外已有两家大型知名品牌空调生产厂家已实际使用单一三角自攻螺钉用于提供接地连续性，并且已有多年历史，此两款螺钉样式如下图6示。

结论

使用自攻螺钉用于提供接地连续性具有较高的优势,可以直接省掉昂贵的底孔攻丝设备和费时的攻丝工序,随着家电行业之间需不断提高其自身竞争力以获得更多的市场占有份额，必然要对产品进行降成本，生产工艺进行减员增效等优化措施。那么使用自攻螺钉给产品提供接地连续性的应用问题将会得到越来越多的重视。

参考文献

[1]4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全第一部分：通用要求》.

[2]IEC60335-1：2010（Edition5.0）HOUSEHOLDANDSIMILARELECTRICALAPPLIANCESSAFETYPart1:Generalrequirements.

[3]EN60335-1：2010（Edition5.0）HOUSEHOLDANDSIMILARELECTRICALAPPLIANCESSAFETYPart1:Generalrequirements.

[4]IECEECTL决议280。

[5]庄京忠，自攻螺钉连接可靠性研究，价值工程，2010.

[6]潘权，对自攻螺钉提供接地连续性的理解，家电科技，2011.