螺紋松動(dòng)斷裂原因以及防松策略綜述
來源： 作者： 發(fā)布時(shí)間：2017-03-10 10:30:36 點(diǎn)擊數(shù)：
采用螺栓連接兩個(gè)或兩個(gè)以上構(gòu)件時(shí)，由于螺紋升角小于當(dāng)量摩擦角，所以螺紋可以自鎖，達(dá)到連接可靠的目的。然而，在實(shí)際服役時(shí)，很多構(gòu)件承受交變載荷、振動(dòng)載荷、沖擊載荷以及溫度載荷的作用，螺紋副間的摩擦力會(huì)下降甚至消失，于是螺紋就產(chǎn)生了松動(dòng)，因此螺紋連接必須進(jìn)行防松處理。
螺紋聯(lián)檢的本質(zhì)就是防止螺紋副之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺紋間存在兩類摩擦力矩來平衡螺紋副的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。由載荷與預(yù)緊力作用在螺紋副上產(chǎn)生的摩擦力矩和連接螺母與支承面之間的摩擦力矩。
螺栓斷裂通常原因來自四個(gè)方面：1）螺栓的質(zhì)量問題；2）螺栓的預(yù)緊力矩不足；3）螺栓的強(qiáng)度不夠；4）螺栓的疲勞強(qiáng)度較低。實(shí)際上，螺栓斷裂絕大多數(shù)情況都是因?yàn)樗蓜?dòng)而斷裂的，是由于松動(dòng)而被打壞的。因?yàn)槁菟ㄋ蓜?dòng)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(qiáng)度上找到原因，實(shí)際上螺栓在使用過程中根本用不到疲勞強(qiáng)度。
螺紋緊固件的松動(dòng)不是由于螺栓的疲勞強(qiáng)度：螺紋緊固件在橫向振松實(shí)驗(yàn)中只需一百次即可松動(dòng)，而在疲勞強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中需反復(fù)振動(dòng)一百萬次。換句話說，螺紋緊固件在使用其疲勞強(qiáng)度的萬分之一時(shí)即松動(dòng)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(dòng)通常不是因?yàn)槁菟ㄆ趶?qiáng)度不足。
螺紋緊固件損壞的真正原因是松動(dòng)。螺紋緊固件松動(dòng)后，產(chǎn)生巨大的動(dòng)能，這種動(dòng)能直接作用于緊固件及設(shè)備，致使緊固件損壞。 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。
螺紋緊固件的防松方式有四種：摩擦防松、機(jī)械防松、鉚沖防松和結(jié)構(gòu)防松。
摩擦防松是應(yīng)用最廣的一種防松方式，這種方式在螺紋副之間產(chǎn)生一不隨外力變化的正壓力，以產(chǎn)生一可以阻止螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力。這種正壓力可通過軸向或同時(shí)兩向壓緊螺紋副來實(shí)現(xiàn)。如采用彈性墊圈、雙螺母、自鎖螺母和尼龍嵌件鎖緊螺母等。這種防松方式對(duì)于螺母的拆卸比較方便，但在沖擊、振動(dòng)和變載荷的情況，一開始螺栓會(huì)因松弛導(dǎo)致預(yù)緊力下降，隨著振動(dòng)次數(shù)的增加，損失的預(yù)緊力緩慢地增多，最終將會(huì)導(dǎo)致螺母松脫、螺紋聯(lián)接失效。
機(jī)械防松是用止動(dòng)件直接限制螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如采用開口銷、串連鋼絲和止動(dòng)墊圈等。由于止動(dòng)件沒有預(yù)緊力，螺母松退到止動(dòng)位置時(shí)防松止動(dòng)件才能起作用，因此，這種方式實(shí)際上不防松而是防止脫落。
鉚沖防松是在擰緊后采用沖點(diǎn)、焊接、粘接等方法，使螺紋副失去運(yùn)動(dòng)副特性而連接成為不可拆連接。這種方式的缺點(diǎn)是栓桿只能使用一次，且拆卸十分困難，必須破壞螺栓副方可拆卸。
結(jié)構(gòu)防松是利用螺紋副自身結(jié)構(gòu)，即唐氏螺紋防松方式。前三類防松方式主要依靠第三者力進(jìn)防松，主要是指摩擦力，其防松效果的好壞取決于第三者力的大小。而結(jié)構(gòu)防松不依靠第三者力，僅依靠自身結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)防松方式即唐氏螺紋防松方式，也是目前最先進(jìn)和效果最好的防松方式。
