螺纹连接的预紧和防松措施

（一）螺纹连接的预紧

绝大多数的螺栓连接在装配时都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到由拧紧螺母产生的拉力，这个预加的作用力称为预紧力。以提高连接的可靠性和紧密性，同时也提高螺栓连接的疲劳强度和承载能力。对于较重要的有强度要求的螺栓连接，预紧力和拧紧力矩的大小应能控制。拧紧时，用扳手施加拧紧力矩T=T1+T2，主要包括以克服螺纹副中的阻力矩T1和螺母支承面上的摩擦阻力矩T2，如图2.16所示。

图2.16　拧紧时零件的受力

克服螺纹副中的阻力矩T1为

螺母支承面上的摩擦阻力矩为

式中：F’——预紧力，N；

μ——螺母与被连接件支承面间的摩擦因数；

D1——螺母内接圆直径，mm；

φ——螺旋升角，（°）；

ρv——支承面的当量摩擦角，（°）；(www.xing528.com)

d0——螺栓孔直径；

d1——螺纹中径，mm。

因此，用扳手施加拧紧力矩T可表示为

式中：K——拧紧力矩系数，为0.1～0.3，一般取平均值为0.2；

d——螺纹公称直径，mm。代入上式为

T≈0.2F’d

为了保证预紧力F’不至于过小或过大，可在拧紧过程中控制拧紧力矩T的大小。控制拧紧力矩可用测力矩扳手或定力矩扳手，如图2.17所示。必要时测定螺栓伸长量等。

图2.17　测力矩和定力矩扳手

（二）螺纹连接的防松

在静载荷作用下，由于连接螺纹的升角φ小于等于当量摩擦角ρv，因此能满足自锁条件，并且螺母、螺栓头部等支承面上的摩擦力也具有防松作用。但在受冲击、振动或变载荷的作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失，从而有可能导致连接自动松脱。在高温或温度变化较大的情况下，由于螺纹连接件和被连接件的材料发生蠕变和应力松弛，也会使连接中的预紧力和摩擦力逐渐减小，最终将导致连接松动。这些情况都容易引发严重事故。因此，设计螺纹连接时必须考虑防松的问题。

防松的根本问题在于防止螺纹副相对转动。具体的防松装置或方法很多，根据工作原理可分为摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副关系三种。摩擦防松常用的有弹簧垫圈、对顶螺母、自锁螺母等，结构简单，使用方便，但由于摩擦力受到限制，因此在冲击、振动时防松效果受到影响，常用于一般不重要的连接。机械防松常用金属元件约束螺纹副，例如开口销、止动垫及串联金属丝等，使用方便、防松安全可靠。由于这两种方法是可拆连接的防松，因此在工程上得到广泛应用。对于不可拆连接的防松，利用焊、粘、铆的方法，把螺纹副变为非运动副。