螺紋連接在變載、振動和沖擊作用下，以及工作溫度變化很大時(shí)可能松動。由松動引起連接預(yù)緊力減小甚至尚失，從而不能保證連接的緊密性，甚至造成連接松脫或連接中各件過早發(fā)生疲勞破壞，最后導(dǎo)致機(jī)器或裝備等發(fā)生嚴(yán)重事故。
(一)松動原理
一般螺栓螺母均采用普通螺紋，由于在靜載荷下，螺紋升角小于螺紋副的當(dāng)量摩擦角。所以螺栓螺母螺紋副滿足自鎖條件，再加上擰緊后螺母(或螺栓)與被連接件或墊圈支撐面之間的摩擦，因此，如果不是支撐面壓陷過深，在靜載荷下都能保證連接不松動。
螺母在開始松動時(shí)，要克服螺紋力矩和螺母支撐面力矩的阻礙。在螺栓預(yù)緊力Qp的作用下，總的阻止螺母松動的力矩T’使螺母松動的力矩大小與此相等，T’近似等于擰緊力矩T的80%?？梢哉J(rèn)為，以力矩T擰緊的螺栓連接，只要作用在螺母或螺栓頭部的松動力矩不大于0.8T，連接就不會發(fā)生松動。但在變載、振動和沖擊作用下，螺紋副的摩擦系數(shù)急劇下降，且螺紋副和螺母支撐面處的摩擦阻力會瞬間消失。螺紋副不能滿足自鎖條件而有微量滑動，導(dǎo)致螺母回轉(zhuǎn)，這樣多次重復(fù)就會導(dǎo)致螺栓連接松動。
在螺母受壓的受拉螺栓連接中，當(dāng)拉力作用時(shí)，由于螺紋牙側(cè)面正壓力的徑向分力使螺母母體徑向擴(kuò)張；而螺栓栓桿則徑向收縮，因此螺紋副間醬油微量滑動。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)有此徑向相對滑動時(shí)，螺母相對于螺栓回轉(zhuǎn)的切向滑動很容易產(chǎn)生。這種現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)就會導(dǎo)致連接松動。
以上是關(guān)于螺栓在拉力載荷作用下從微量相對滑動到回轉(zhuǎn)而最后導(dǎo)致連接松動原理的兩種分析。
另外即使螺母不回轉(zhuǎn)，螺母和螺栓頭部與被連接件或墊圈的支撐面由于壓強(qiáng)過大而產(chǎn)生塑性環(huán)狀壓陷，并且在使用中這種塑性變形還可能繼續(xù)發(fā)生，結(jié)果使連接的預(yù)緊力減小，也可能造成連接松動。
還有螺栓連接中互相接觸面(如螺紋牙側(cè)面、各支撐面、被連接件相互接觸面)由于粗糙度、波紋、形狀誤差等，在擰緊時(shí)產(chǎn)生局部塑形變形，并且在使用中的外力累積作用下，有一部分變形會繼續(xù)發(fā)展，這也會導(dǎo)致連接松動。對于某一具體螺栓連接，其松動可能是多種因素引起的，因而涉及的幾種松動原理，其中有主有次。因此防松螺栓連接松動應(yīng)針對各個(gè)因素采取措施，而其根本是防止螺紋副向松動方向相對運(yùn)動。一般情況增大預(yù)緊力是有利于防松的。再如克服上述兩種因塑性變形而松動的常用方法是采用大墊圈以減小壓強(qiáng)和在連接工作一段時(shí)間后補(bǔ)擰螺母以消除松動。
(二)防松方法
根據(jù)防松原理可以分為靠摩擦力、直接鎖住和破壞螺紋運(yùn)動副關(guān)系三種。1、摩擦防松：在螺紋副間產(chǎn)生一個(gè)不隨外力變化的正壓力，以產(chǎn)生一個(gè)可以阻止螺紋副相對轉(zhuǎn)動的摩擦力。這種正壓力可以通過軸向或橫向或同時(shí)兩向壓緊螺紋副來實(shí)現(xiàn)。2、直接鎖?。河弥箘蛹苯酉拗坡菁y副相對轉(zhuǎn)動。3、破壞螺紋副運(yùn)動關(guān)系：在擰緊后采用沖點(diǎn)、焊接、粘結(jié)等方法，使螺紋副失去運(yùn)動副特性而連接成為不可拆卸的連接。
采用細(xì)牙螺紋，利用其升角小而達(dá)成摩擦防松或同時(shí)采取兩種防松方法，互為補(bǔ)充等，都是好的設(shè)計(jì)構(gòu)思。航空航天機(jī)械用螺栓螺母其螺紋直徑大于10mm的和許多承受變載的機(jī)械用螺栓螺母，都采用細(xì)牙羅威那的原因之一也在此。
常用螺栓連接防松方法，對螺釘連接和雙頭螺柱連接也適用。
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