螺紋防松其實是在防止螺栓斷裂

螺栓松動是常有的事，但若不注意，往往會引起設備振動、部件損壞，甚至人員傷亡。如何擰緊一個小小的螺母，一直是機械設計中長盛不衰的話題，今天我們來聊聊工作中最基本的固定螺母的方法。

螺栓為什么越擰越緊呢？

一般情況下，我們對于螺栓斷裂從以下四個方面來分析：

第一、螺栓的質量

第二、螺栓的預緊力矩

第三、螺栓的強度

第四、螺栓的疲勞強度

實際上，螺栓斷裂絕大多數情況都是因為松動而斷裂的，具體是由于松動而被打壞的。因為螺栓松動打斷的情況和疲勞斷裂的情況大體相同，最后，我們總能從疲勞強度上找到原因，實際上，疲勞強度大得我們無法想象，螺栓在使用過程中根本用不到疲勞強度。

01

螺栓斷裂不是由于螺栓的抗拉強度

以一只M20×80的8.8級高強螺栓為例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力載荷是20噸，高達它自身重量的十萬倍，一般情況下，我們只會用它緊固20公斤的部件，也只使用它最大能力的千分之一。即便是設備中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺紋緊固件的抗拉強度是足夠的，不可能因為螺栓的強度不夠而損壞。

02

螺栓的斷裂不是由于螺栓的疲勞強度

螺紋緊固件在橫向振松實驗中只需一百次即可松動，而在疲勞強度實驗中需反復振動一百萬次。換句話說，螺紋緊固件在使用其疲勞強度的萬分之一時即松動了，我們只使用了它大能力的萬分之一，所以說螺紋緊固件的松動也不是因為螺栓疲勞強度。

03

螺紋緊固件損壞的真正原因是松動

螺紋緊固件松動后，產生巨大的動能mv2，這種巨大的動能直接作用于緊固件及設備，致使緊固件損壞，緊固件損壞后，設備無法在正常的狀態下工作，進一步導致設備損壞。

受軸向力作用的緊固件，螺紋被破壞，螺栓被拉斷。

受徑向力作用的緊固件，螺栓被剪斷，螺栓孔被打成橢圓。

選用防松效果優異的螺紋防松方式是解決問題的根本所在

以液壓錘為例。GT80液壓錘的重量是1.663噸，其側板螺栓為7套10.9級M42螺栓，每根螺栓的抗拉力為110噸，預緊力取抗拉力一半計算，預緊力高達三、四百噸。但是螺栓一樣會斷，現在準備改成M48的螺栓，根本原因是螺栓防松解決不了。

螺栓斷裂，人們最容易得出的結論是強度不夠，因而大都采用加大螺栓直徑強度等級的辦法。這種辦法可以增加螺栓的預緊力，其摩擦力也得到了增加，當然防松效果也可以得到改善，但這種辦法其實是一種非專業的辦法，它的投入太大，收益太小。

總之，螺栓是：“不松不斷，一松就斷。”

螺栓松動原因分析

螺紋聯接按自鎖條件設計：ψ ≤ρv，螺紋副中產生的摩擦副使螺栓自鎖從而緊固螺栓，所以靜載下連接不會自行松脫。但是在沖擊、振動、變載荷下、溫度變化較大時螺旋副摩擦力F會減小或瞬時消失。這種現象若反復出現，連接螺栓就會逐漸松動。螺紋緊固件松動后，產生的動能mv2，受軸向力作用的緊固件，螺紋被破壞，螺栓被拉斷。受徑向力作用的緊固件，螺栓被剪斷，螺栓孔被打壞。

螺栓防松原理：限制螺紋副之間的相對運動，或增大相對運動的難度。

常用防松方法介紹

螺栓常用的防松方法有三種：摩擦防松、機械防松和永久防松。其中，機械防松和摩擦防松稱為可拆卸防松，而永久防松稱為不可拆卸防松。