铰制孔螺栓厂

紧固件连接防松基本要求

机械连接分为静连接和动连接两大类。静连接中相互固定，不允许出现相对运动。动连接中，相互能以一定的形式相对运动。钢结构中的连接属于静连接，作为铰链或销轴的螺纹栓或销连接属于动连接。

    机械连接还可以分为可拆卸连接和不可拆卸连接两大类。可拆卸连接拆散后可以重新装配继而继续使用（一般能拆卸若干次）；不可拆卸连接拆卸时连接件或被连接件要遭到破坏，除非经过修整或更换零件，否则不能继续使用。螺纹紧固件连接和销连接绝大部分是可拆卸连接，铆接连接是不可拆卸连接。

    （一）紧固件的受力和传力方式

    从两个被连接件之间有可能产生相对运动来看，所谓的连接，就是对相对应对运动的约束。例如，两个被连接件在一起，由于有本身的结构特点和没有连接件，可能有沿三个互相垂直方向的相对移动和绕三个互相垂直轴线的相对运动。而用连接件连接之后，所有的相对运动都被约束住了——静连接，只允许沿某一个方向的相对移动或绕某一轴线相对运动——动连接。对于这几种相对运动，就有受力方式的问题。归纳起来有4种方式：

    1、作用在连接结合面的平面而使两被连接件有分离的趋势的轴向力；

    2、一种是沿连接结合面作用市两被连接件有相对运动的趋势的横向力；

    3、作用在一个垂直于连接面内而使两个被连接件相对转动趋势的力偶——旋转力矩；

    4、作用在一个垂直于连接面内而使两个被连接件相对翻转趋势的力偶——翻转力矩。

    当然，有的连接可能同时受到这种力或力矩的组合，这时，可分别分析各力或力矩对连接中各件的影响，再综合起来，以求出总的影响。

    紧固件连接通过不同受力方式承受载荷，载荷在连接中怎样传递？这就是传力的问题，归纳起来有两种方式：一种是通关过被连接和连接件的连接部位的接触传递力，此时螺栓杆部受到拉伸、剪切和挤压，其螺纹牙受到压缩、弯曲、剪切和挤压，其他头部也同时受到上诉力。如果连接中有几个连接件或传力的结构元素（如螺纹牙）则常有个件或个元素受力不均匀的问题。另一种是通过连接中被连接件接触面的摩擦来传力，而连接件则起到夹压被连接件的作用，以保证接触面间有足够的正压力。如果连接中有几个连接件则存在各连接处摩擦力不均的问题。

    当然，也有连接同时通过两种方式传力。此时，常以一种方式为主。

    传力方式的选择，主要根据被连接的结构形式、连接受力的大小与性质、连接部分的制造和装配及装配工艺条件等。一般来说，采用摩擦力方式时，要多考虑可靠性问题。
    （一）松动原理

    一般螺栓螺母均采用普通螺纹，由于在静载荷下，螺纹升角小于螺纹副的当量摩擦角。所以螺栓螺母螺纹副满足自锁条件，再加上拧紧后螺母（或螺栓）与被连接件或垫圈支撑面之间的摩擦，因此，如果不是支撑面压陷过深，在静载荷下都能保证连接不松动。

    螺母在开始松动时，要克服螺纹力矩和螺母支撑面力矩的阻碍。在螺栓预紧力Qp的作用下，总的阻止螺母松动的力矩T’使螺母松动的力矩大小与此相等，T’近似等于拧紧力矩T的80%。可以认为，以力矩T拧紧的螺栓连接，只要作用在螺母或螺栓头部的松动力矩不大于0.8T，连接就不会发生松动。但在变载、振动和冲击作用下，螺纹副的摩擦系数急剧下降，且螺纹副和螺母支撑面处的摩擦阻力会瞬间消失。螺纹副不能满足自锁条件而有微量滑动，导致螺母回转，这样多次重复就会导致螺栓连接松动。

    在螺母受压的受拉螺栓连接中，当拉力作用时，由于螺纹牙侧面正压力的径向分力使螺母母体径向扩张；而螺栓栓杆则径向收缩，因此螺纹副间酱油微量滑动。实验证明，当有此径向相对滑动时，螺母相对于螺栓回转的切向滑动很容易产生。这种现象重复出现就会导致连接松动。

    以上是关于螺栓在拉力载荷作用下从微量相对滑动到回转而较后导致连接松动原理的两种分析。

    另外即使螺母不回转，螺母和螺栓头部与被连接件或垫圈的支撑面由于压强过大而产生塑性环状压陷，并且在使用中这种塑性变形还可能继续发生，结果使连接的预紧力减小，也可能造成连接松动。

    还有螺栓连接中互相接触面（如螺纹牙侧面、各支撑面、被连接件相互接触面）由于粗糙度、波纹、形状误差等，在拧紧时产生局部塑形变形，并且在使用中的外力累积作用下，有一部分变形会继续发展，这也会导致连接松动。对于某一具体螺栓连接，其松动可能是多种因素引起的，因而涉及的几种松动原理，其中有主有次。因此防松螺栓连接松动应针对各个因素采取措施，而其根本是防止螺纹副向松动方向相对运动。一般情况增大预紧力是有利于防松的。再如克服上述两种因塑性变形而松动的常用方法是采用大垫圈以减小压强和在连接工作一段时间后补拧螺母以消除松动。

    （二）防松方法

    根据防松原理可以分为靠摩擦力、直接锁住和破坏螺纹运动副关系三种。

    1、摩擦防松：在螺纹副间产生一个不随外力变化的正压力，以产生一个可以阻止螺纹副相对转动的摩擦力。这种正压力可以通过轴向或横向或同时两向压紧螺纹副来实现。

    2、直接锁住：用止动件直接限制螺纹副相对转动。

    3、破坏螺纹副运动关系：在拧紧后采用冲点、焊接、粘结等方法，使螺纹副失去运动副特性而连接成为不可拆卸的连接。

    采用细牙螺纹，利用其升角小而达成摩擦防松或同时采取两种防松方法，互为补充等，都是好的设计构思。航空航天机械用螺栓螺母其螺纹直径大于10mm的和许多承受变载的机械用螺栓螺母，都采用细牙罗威那的原因之一也在此。

    常用螺栓连接防松方法，对螺钉连接和双头螺柱连接也适用。