鎖緊螺母可以重復使用幾次？

普通螺母在使用過程由于振動等其它原因會自行松脫，為防止這種現象，于是就發明了自鎖螺母。

自鎖螺母它的功能主要是防松、抗振，用于特殊場合。

其工作原理一般是靠摩擦力自鎖，因為它們不是在“自由旋轉”，而是需要一定的有效力矩來完成裝配。

多年來，開發的鎖緊螺母樣式繁多，但我們將集中于兩大類別：全金屬鎖緊螺母和尼龍嵌件鎖緊螺母。

全金屬鎖緊螺母

尼龍鎖緊螺母

在國內外的許多鎖緊螺母標準（包括國際標準）中，沒有涉及螺母的重復使用性的內容，但一般都規定了螺母要進行5次或15次的鎖緊性能試驗。

這是否意味著，一個螺母經過5次或15次裝拆以后，便無法達到標準規定的鎖緊力矩要求，就應該報廢了？

目前研究鎖緊螺母重復使用特性的試驗方法不夠完善，本文結合實際使用的螺母和更多試驗手段進行進一步研究。

鎖緊螺母重復使用特性研究

1、重復使用，對緊固件防松性能的影響研究

選用兩種典型鎖緊螺母：全金屬自鎖螺母和尼龍自鎖螺母，各10顆/組，兩種螺母均（M12x1.25）8級，選擇相配（M12x1.25）8.8級標準六角頭螺栓，共20顆/組，各3組。

模擬緊固件重復使用、裝卸工況，在橫向振動機上，進行擰緊-振動-擰出-再擰緊試驗，試驗頻率為12.5Hz，振幅（±1.5）mm，每次擰緊時初始預緊力，均為螺栓保證載荷的75%，即40KN，橫向振動其他要求，按照GB/T10431-2008《緊固件橫向振動試驗方法》執行，記錄每次擰緊后經過1500次振動時，緊固件的剩余預緊力占初始預緊力的比例，如圖1所示。

圖 1 重復使用對緊固件防松性能的影響

綜合觀察圖1：

全金屬自鎖螺母的擰緊-振動試驗進行到（6~8）次時，初始預緊力下降超過20%，判定其防松性能已不再可靠的，故推薦重復使用全金屬自鎖螺母不要超過5次；
而尼龍自鎖螺母進行50次擰緊-振動試驗后，殘余預緊力仍保持的不錯。
對比前10次擰緊-振動試驗階段，全金屬自鎖螺母的殘余預緊力明顯小于尼龍自鎖螺母。

產生這種差異的原因是：螺母反復擰入擰出、振動過程中，有效力矩部分的材料出現應變，導致彈性變形力減小，螺紋聯接更易發生松動。

試驗前期，有效力矩變化，對鎖緊螺母旋轉松動貢獻更大，而全金屬自鎖螺母的等效有效力矩值及散差明顯大于尼龍自鎖螺母，受有效力矩部分影響很大，所以：全金屬自鎖螺母允許重復使用的次數小于尼龍自鎖螺母，防松能力也不如后者。

通過圖1（a）還可以看出：超過10次反復擰緊后，隨著擰緊次數的增大，尼龍自鎖螺母的殘余預緊力有變大的趨勢。

原因是：鎖緊螺母進行10次反復擰緊、振動試驗后，其有效力矩值較之前變的很小，此時，摩擦系數對防松性能的影響更加明顯。

隨著重復擰緊、振動的進行，摩擦系數變大，防松性能更好。

2、重復使用對緊固件擰緊扭矩的影響

重復裝卸鎖緊螺母，對其等效有效力矩Tpe和扭矩系數K都存在影響。

再次選取同一批次的兩種螺紋緊固件各3組，試驗按照GB/T16823.3-2010《緊固件扭矩-夾緊力試驗》要求進行，設定試驗夾緊力為40kN，擰緊速度20r/min，記錄每次擰緊到同樣夾緊力時，鎖緊螺母實際扭矩。

重復使用對緊固件擰緊扭矩的影響，如圖2所示：

鎖緊螺母重復擰入擰出前期，擰緊扭矩主要受有效力矩減小的影響，有一定下降趨勢，而夾緊力變大是有利于防松的，因此使用初始扭矩反復擰緊全金屬自鎖螺母在5次以內是完全可行的；
而對于尼龍自鎖螺母，重復使用超出20次后就要考慮增大擰緊扭矩，否則可能導致夾緊力不足；
超過40次以后，發現3組樣件所需擰緊扭矩值偏差極大，已超過擰緊扭矩值的20%，說明部分尼龍嵌件內部出現了失效，此時很難通過扭矩值T較準確的控制夾緊力F的大小，故推薦重復使用尼龍自鎖螺母不要超過40次。