螺栓擰緊時，螺母為什么會跟轉？

螺栓在擰緊時候，如果不采用一定措施，例如，在螺母側采用反作用力臂進行防轉固定，就容易出現螺母跟轉的可能性。

同時，特別是在螺栓靜態扭矩測量的時候，也會出現螺母跟轉的情況，在這種情況下，如果不采取措施，測出的靜態扭矩結果，就會是虛假的扭矩，往往測出的靜態扭矩會更低一些。

為什么會出現這種問題呢？

有什么辦法可以解決這種跟轉的問題？

接下來，我們就對其進行詳細的分析。

01 螺栓擰緊時候相關扭矩分析

由于螺栓裝配時候，無法直接測量螺栓的預緊力，所以，一般情況下都是通過扭矩法擰緊的方式，來間接對螺栓進行施加預緊力。

螺栓擰緊時候的擰緊扭矩，由兩部分產生：

一、螺紋副扭矩（實際上此時螺紋副扭矩包含了螺紋副的摩擦扭矩和產生預緊力部分的扭矩消耗）MG，
二、螺栓頭部的摩擦扭矩MK兩部分組成了最終的總的擰緊扭矩MA。即：

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而很多教材上，會把擰緊扭矩，分成三部分：

一、螺栓頭支撐面摩擦扭矩，
二、螺紋副摩擦扭矩，
三、產生螺栓預緊力的扭矩，

這就是大家常說的：5-4-1 原則。

接下來，我們就分析螺栓擰緊的時候，為什么會產生螺母跟轉的現象？

對于常規的順時針螺紋，由于在擰緊的時候，螺栓對螺母通過螺紋副產生摩擦扭矩MG，由于螺栓擰緊時候螺紋副產生的摩擦扭矩對螺母有旋轉的趨勢，

此時，螺母的支撐面在螺栓擰緊時產生的預緊力作用下，也會產生螺母的支撐面摩擦扭矩MKnut，且該摩擦扭矩是阻止螺栓螺紋副產生摩擦扭矩作用下的轉動。

如果在這種情況下，螺母的支撐面摩擦扭矩MKnut≥MG，則這種情況下，螺紋副的摩擦扭矩不會使螺母產生旋轉。

如果螺母支撐面摩擦扭矩MKnut＜MG，則這種情況下，螺紋副的摩擦扭矩就會使螺母產生旋轉，也就是出現螺母的跟轉現象。

通過上面的分析，我們就能對螺母的跟轉進行詳細的計算分析。

02 螺母跟轉的計算分析

螺母擰緊時候，跟轉的計算分析，我們分析以下三種情況：

（1）螺栓螺母支撐面、螺栓孔尺寸相同情況下，螺母發生跟轉時候螺母支撐面最小摩擦系數

假設：螺栓規格為M12x1.5，螺栓支撐面直徑為23.8mm，螺栓孔直徑為13.5mm，實測螺紋摩擦系數為0.13，實測支撐面摩擦系數為0.13，螺栓擰緊時候設置的公稱擰緊扭矩為105Nm，而螺母的支撐面直徑也為23.8mm，螺母側螺栓孔直徑也為13.5mm，在這種情況下，經過計算，擰緊螺栓時候螺母不發生跟轉的最小摩擦系數0.115。

也就是說在上述的這種條件下，如果螺母的支撐面摩擦系數低于0.115，就可能出現螺栓擰緊時候螺母跟轉的可能性（這種情況可以進行一下實際試驗驗證，如果螺栓正常摩擦系數，而對螺母支撐面圖上潤滑油，這樣在擰緊的時候就可能出現跟轉的情況，

當然，這種分析是認為螺母沒有鎖緊扭矩的情況下，如果螺母存在鎖緊扭矩，則這種螺母在擰緊還沒有預緊力的時候必定是會出現跟轉的情況，因為在這種情況下，沒有支撐面的反方向摩擦扭矩，而螺紋施加的扭矩又非常大）。

（2）螺栓螺母支撐面相同、螺母螺栓孔尺寸增加的情況下，螺母發生跟轉時候螺母支撐面最小摩擦系數

假設：螺栓規格為M12x1.5，螺栓支撐面直徑為23.8mm，螺栓孔直徑為13.5mm，實測螺紋摩擦系數為0.13，實測支撐面摩擦系數為0.13，螺栓擰緊時候設置的公稱擰緊扭矩為105Nm，而螺母的支撐面直徑也為23.8mm，螺母側螺栓孔直徑增加為15mm，在這種情況下，經過計算，擰緊螺栓時候螺母不發生跟轉的最小摩擦系數0.110。

也就是說在上述的這種條件下，如果螺母的支撐面摩擦系數低于0.110，就可能出現螺栓擰緊時候螺母跟轉的可能性，螺母的摩擦系數需要更小才能出現跟轉的可能性，具體計算見下表。

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（3）螺母支撐面減小成六角頭螺母尺寸、而螺母螺栓孔尺寸不變的情況下，螺母發生跟轉時候螺母支撐面最小摩擦系數

假設螺栓規格為M12x1.5，螺栓支撐面直徑為23.8mm，螺栓孔直徑為13.5mm，實測螺紋摩擦系數為0.13，實測支撐面摩擦系數為0.13，螺栓擰緊時候設置的公稱擰緊扭矩為105Nm，而螺母的支撐面直徑減小為標準六角頭螺母支撐面尺寸16.63mm，螺母側螺栓孔直徑仍為15mm，在這種情況下，經過計算，擰緊螺栓時候螺母不發生跟轉的最小摩擦系數0.110。

也就是說在上述的這種條件下，如果螺母的支撐面摩擦系數低于0.142，就可能出現螺栓擰緊時候螺母跟轉的可能性，從這一點來說，因為螺母發生跟轉的臨界摩擦系數變大了，螺母就更容易出現跟轉的可能性，

也就是說，六角頭螺母與法蘭面螺栓即使摩擦系數相同，也可能出現螺母跟轉的可能性。具體計算見下表。

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03 經驗總結

以上就是對螺母跟轉的可能性進行分析，從分析及計算結果可以看出：

螺母的支撐面直徑越小，越容易出現螺母跟轉的可能性。
螺母側的螺栓孔直徑越大，越不容易出現螺母跟轉的可能性。
在還沒有擰緊的情況下，如果螺母為鎖緊螺母，則這種情況下，螺母必然會出現跟轉的可能性，在這種沒有擰緊的情況下，預擰鎖緊螺母，必須采用防轉裝置才能把鎖緊螺母預擰緊到位。
在發生跟轉的時候，測量靜態扭矩往往會減小，必須考慮采用防轉裝置后來測靜態扭矩，方為可比性。

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