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螺纹联接的预紧力及防松摘要：本文主要针对普通螺纹联接的预紧力、防松问题进行分析研究，从而得出可靠的确定用螺栓联接体的预紧力和防松方法。
关键词：螺纹；螺纹联接；预紧力；防松The Pre-stressing Force and Loosening Prevention of Screw Thread CouplingChen Xin Hua(Sinacom Engineering & Manufacturing Group, Shanghai, 201108)ABSTRACT: The analysis of the pre-stressing force and the problem about preventing loosening to common coupling bolts is carried out in this paper. From this passage we can find the way of how to determining the value of bolts’pre-stressing force, also we can know the method of preventing bolts loosening.KEYWORDS: Screw thread, Coupling bolt, Pre-stressing force, Prevent loosening1 前言当今世界，随着微电子、信息工程、网络、航空航天、太空等领域的新兴技术崛起和发展，引起传统技术领域内如机械制造业的剧烈变化，并对最基本的机械零件之一——紧固件的发展也产生了深远的影响。
螺栓）螺母体联接，作为最常用的紧固件之一，在这些新兴技术不断发展的冲击下，顺应着时代的潮流，其机械连接、紧固的安全性方面要求更高，并不断地更新和发展。
众所周知，螺栓螺母体联接是紧固件连接中最基本、最常见的一种结构形式，有着构造简单、成本低、连接可靠、制造装拆方便等诸多优点，在现代工业中被广泛应用。
螺纹联接防松方法研究从理论上分析了螺纹松动的原因，得到松动原因包括接触面有变形的情况、受到了轴向和横向的作用力等。
对平常使用的防松方法进行了阐述，尤其是对螺母防松、防松胶、预紧力等方法的原理展开了研究，并对这些方法的作用结果进行评价。
结果表明，得到预紧力防松方法是当前较为适合的方法，对螺纹间连接的可靠性的提升提供了有益的借鉴。
關键词：螺纹联接;预紧力;锁紧螺母;施必牢螺母;防松胶引言螺纹联接由于精度高、装配方便、零件拆装便利等优点，对当前机构设备之间的连接应用非常广泛。
由于这种方式具有自锁性等特点，然而，对于有冲击力作用、振动及温度突变等环境下工作，由于支承面的磨损、被连接件的受压下陷、螺栓的过载屈服等各种原因可能松动，导致预紧力下降，使其由拧紧状态的紧连接变为没有预紧力或预紧力不足的松连接。
若出现螺纹间的连接不紧，就会出现预紧力下降，严重时没有预紧力作用，使得螺纹之间的连接质量下降，而设备零件易于损坏，严重时连接直接分离开来。
对真实的环境中，由于联接件之间连接不紧或分离，导致人受伤或设备受损的情况经常出现。
因此，保持紧固件自身的锁紧，使其在一定时间内松而不脱，对防止被连接件因分离而失效至关重要。
一、螺纹联接的连接及防松原理1.连接原理。
螺纹联接是用一个或多个螺栓将两个或多个零部件进行可拆卸的连接，按照设计的位置传递相连零件之间的力和力矩。
螺纹联接既要承受外部载荷的作用，又要满足接头的功能要求。
在螺纹联接系统中，螺栓相当于拉簧，被连接件相当于压簧，螺栓连接原理如图1所示。
由图可以看出被连接件被压缩f P M，螺栓被拉长f SM，由此产生的夹持力将被连接件夹紧，以达到设计要求及抵抗外部载荷。
2.防松原理。
为防止螺旋副相对转动，必须使旋合螺纹间始终受到附加压力和摩擦力的作用。
工作载荷变动时该摩擦力仍然存在。
但在实际应用中螺旋副间的摩擦力瞬时减小或瞬时消失多次后，螺纹联接可能失效，这种失效趋势是必然的。
联接螺栓的预紧力和防松[关键词]联接螺栓；预紧力；防松[摘要]通过对普通联接螺栓的预紧力和防松问题进行研究分析，得出可靠的确定螺栓预紧力和螺栓防松的方法，对于船舶设计有较好实用价值。
0引言当今世界，随着微电子、航空航天等新兴技术的崛起，它们引起了传统技术领域内如机械制造行业的剧烈变化，对最基本的机械零件之一——紧固件的发展也产生了深远的影响。
螺栓，作为最常用的紧固件之一，在新兴技术的冲击下，顺应着时代的潮流，也不断地更新和发展。
众所周知，螺栓连接是紧固件连接中最基本的一种结构形式，有着构造简单、成本低、安装方便等优点，在现代工业中被广泛应用。
常见的螺栓连接一般都是紧螺栓连接，即安装时需要将螺栓螺母拧紧，只有少数如飞机操纵拉杆的铰链螺栓连接等是松螺栓连接。
紧螺栓连接时，必须考虑螺栓的预紧力问题和防松动问题，这两方面的问题都直接关系到设备的正常运行，不容小视。
目前，船舶设计行业中，船级社对于轴系传动装置中联轴器接合面处的螺栓、对联接螺栓的直径尺寸都有具体要求。
联接螺栓采用紧配螺栓(即铰配螺栓)，一般无预紧力要求；对于联接螺栓采用非紧配螺栓的，则要求“该螺栓安装时的预紧力需提交审查批准”。
至于该预紧力的计算，船级社并未给出具体的指导性意见。
此外，对于船舶上重要的机械设备，如主机、齿轮箱、高弹性联轴器等，船厂也希望设计方能给出联接螺栓的预紧力。
本文旨在给出一个比较可行的、比较合理的螺栓预紧力选取标准，供各位船舶设计人员参考。
1螺栓连接的预紧1.1预紧的目的预紧可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。
事实上，大量的试验和使用经验证明：较高的预紧力对于连接的可靠性和被连接的寿命都是有益的，特别对有密封要求的连接更为必要。
当然，俗话说得好，“物极必反”，过高的预紧力，如若控制不当或者偶然过载，也常会导致连接的失效。
因此，准确确定螺栓的预紧力是非常重要的。
1.2预紧力QP的确定普通螺栓的连接，在螺母拧紧时会受到两种应力：一种是由预紧力引起的拉应力；另一种是由螺纹力矩引起的扭转剪应力。
螺纹紧固件预紧与防松的处理螺纹是机械传动与连接中的主要因素，具有结构紧凑、连接可靠、便于安装和拆卸等诸多优点。
螺纹紧固件通过螺纹可以实现专业化的大批量生产，在保证螺纹紧固件产品质量的同时还能够大大降低生产成本，因而螺纹成为目前机械与工程领域使用最为广泛的一种连接方式。
然而，由于螺纹紧固件产品规格与类型繁多，且影响因素多、变化快,使得一些关键部位的螺纹紧固件极易发生连接松动现象。
因此，必须要采取相应的预紧与防松措施。
螺纹紧固件连接发生松动的主要原因分析1、螺纹紧固件连接发生松动的主要原因分析LI螺纹连接的自松动。
在造成螺纹紧固件松动的所有原因中，螺纹连接的自松动是发生频率最高的一个失效原因。
根据上文对螺纹紧固力的受力情况分析，以及从物理角度考虑，当一个物体处于一斜面上时，其会受到向下的重力、平行于斜面的摩擦力以及垂直于斜面的支持力。
当水平分力大于摩擦力时，物体就会向下滑动。
与这一物理原理相同，螺栓中的螺纹是等距螺旋斜线，螺栓受到压力会分解成水平分力和轴向分力。
当螺栓受到振动时，瞬时的平行分力会超过摩擦力，从而使螺栓开始沿着螺纹旋斜线向下转动。
长期这样，就会造成螺纹紧固件发生松动，连接不紧密。
L2螺纹连接的初始松动。
通常情况下，当螺纹紧固件被拧紧投入使用后，其支承面、螺纹型面、被连接零件的所有接触面等各个接触面的粗糙程度会随着使用的不断磨合而逐渐减小，逐渐变得光滑，尤其是在振动或冲击的环境中。
这一现象的发生会导致螺纹紧固件的连接状态发生变化,预紧力逐渐失效,进而产生松动。
针对这种初始松动现象,不需要马上采取防松处理措施，而应该在其工作一段时间后，通过对其紧固状态的检查与重新拧紧，而使其恢复预紧力。
2、螺纹紧固件紧固力的分析为便于分析，本文主要对矩形螺纹上的受力情况进行分析。
首先，沿着平均直径将矩形螺纹展开，取得斜角与螺纹升角相等的斜面。
然后，将螺母视为承受轴向荷载的滑块，并假设其推力的作用方向与平均直径相切，与拧紧连接副力矩等效。
阀门法兰螺纹联接的预紧和防松
乳液站的所有阀门、泵体、联轴器的地螺栓防松是日常机械维护的重点，如果防松工作没做好乳化液容易发生泄漏甚至导致其他故障的发生，做到螺栓防松的必要理论知识：
1、预紧
螺纹联接：
松联接——在装配时不拧紧，只存受外载时才受到力的作用
紧联接——在装配时需拧紧，即在承载时，螺栓已预先受力，预紧力F0
预紧目的——增加联接的可靠性与紧密性，防止受载后被联接件间出现缝隙与相对滑移。
保持正常工作。
预紧力F0——预先轴向作用力（拉力）
预紧过紧——拧紧力F0过大，螺杆静载荷增大、降低本身强度
过松——拧紧力F0过小，工作不可靠
2、螺纹防松
(1)、防松目的：实际工作中，外载荷有振动、变化、材料高温蠕变等会造成摩擦力减少，螺纹副中正压力在某一瞬间消失、摩擦力为零，从而使螺纹联接松动，如经反复作用，螺纹联接就会松驰而失效。
因此，必须进行防松，否则会影响正常工作，造成事故
(2)、防松原理：消除（或限制）螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。
(3)、防松办法及措施
1）摩擦防松：双螺母、弹簧垫圈、尼龙垫圈、自锁螺母（螺母一端做成非圆形收口或开峰后径面收口，螺母拧紧后收口涨开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧）等
2）机械防松：开槽螺母与开口销，圆螺母与止动垫圈，弹簧垫片，轴用带翅垫片，止动垫片，串联钢丝等
3）永久防松：端铆、冲点、点焊
4）化学防松——粘合
3、阀门螺栓紧固方法
1）先对称紧固法兰螺丝（不要紧的太死）。
2）再根据法兰螺栓直径大小选择合适的预紧力紧固螺目。
3）预紧螺丝时也要对称紧固法兰螺丝。
4）对于有防松要求的一定要将防松恢复。
螺纹防松和预紧教学设计教学设计：螺纹防松和预紧一、教学目标1. 知识目标：理解螺纹防松和预紧的原理，掌握常用的螺纹防松和预紧方法。
2. 能力目标：能够根据实际情况选择合适的螺纹防松和预紧方法，能够解决常见的螺纹松动问题。
3. 情感态度与价值观：培养学生对机械制造的热爱，提高其解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 螺纹基础知识：介绍螺纹的基本概念、分类和用途。
2. 螺纹防松原理：讲解螺纹防松的原理，包括摩擦力防松、机械防松和磁性防松等。
3. 螺纹预紧原理：讲解螺纹预紧的原理，包括轴向预紧和径向预紧等。
4. 螺纹防松和预紧方法：介绍常用的螺纹防松和预紧方法，如锁紧垫片、锁紧螺母、止动垫片、预紧套筒等。
5. 螺纹松动问题解决：分析螺纹松动的原因，提出解决螺纹松动问题的措施。
三、教学难点与重点1. 重点：螺纹防松和预紧的原理，常用的螺纹防松和预紧方法。
2. 难点：根据实际情况选择合适的螺纹防松和预紧方法，解决常见的螺纹松动问题。
四、教具和多媒体资源1. 教具：锁紧垫片、锁紧螺母、止动垫片、预紧套筒等。
2. 多媒体资源：PPT课件、视频资料等。
五、教学方法1. 讲授法：讲授螺纹基础知识、螺纹防松和预紧原理等内容。
2. 直观演示法：通过实物展示教具，让学生直观地了解各种螺纹防松和预紧方法。
3. 讨论法：组织学生进行小组讨论，针对常见的螺纹松动问题提出解决方案。
4. 案例分析法：通过分析实际案例，让学生更好地理解螺纹防松和预紧在实际中的应用。
六、教学过程1. 导入新课：通过提问导入，引导学生思考螺纹松动问题及其解决方法。
2. 讲授新课：按照教学目标和教学内容，逐一讲解螺纹基础知识、螺纹防松和预紧原理、常用的螺纹防松和预紧方法等内容。
3. 巩固练习：组织学生进行小组讨论，针对常见的螺纹松动问题提出解决方案，并让学生展示自己的解决方案。
4. 归纳小结：总结本节课的重点内容，强调根据实际情况选择合适的螺纹防松和预紧方法的重要性。
螺纹连接的防松方法
螺纹连接的防松方法有以下几种：
1. 锁紧剂：使用螺纹锁紧剂，如螺纹锁固剂或螺纹锁紧剂等，涂在螺纹连接部位上，能够增加摩擦力，防止松动。
2. 螺母：选择适当类型的螺母，如带有锁紧片的弹簧螺母，它们有额外的防松功能，增加了连接的可靠性。
3. 垫圈：在螺纹连接处加入垫圈，可以增加摩擦力，使连接更紧固。
4. 预紧力：在连接螺纹之前，施加适当的预紧力，使螺纹连接紧密，并增加连接的可靠性。
5. 导向销：使用导向销固定螺纹连接的位置，防止松动。
6. 加紧螺栓：使用扳手等工具适当加紧连接的螺栓，确保螺栓处于正确的预紧力状态。
7. 锁紧螺栓：使用锁紧螺栓代替常规螺栓，在连接处施加更大的预紧力，以防止松动。
请注意，选择合适的防松方法需要根据具体的应用需求和材料特性进行考虑。
浅析螺纹联接的预紧和防松
文章简要介绍了螺纹联接预紧的目的和松动的原因，分析了各种防松原理，并对其应用效果作了简要评价。
指出了在工程上选用合理的联接结构和防松措施，可有效地提高螺纹联接的可靠性。
關键词：螺纹联接；预紧力；防松方法；可靠性
引言
近年来，随着机械制造业的发展，螺纹联接在机械设计中的作用体现的越来越明显，在机械设备、航空航天、汽车及高速列车等领域螺纹联接都得到了广泛的应用，是当前可拆联接方式发展中不可或缺的一部分。
同时，随着螺纹联接件的大量使用，因螺纹联接件松动甚至脱落引起的事故也是时有发生，而造成螺纹联接件松动甚至脱落的主要原因在于联接件使用过程中的振动及冲击等动载荷或工作温度的较大变化，螺纹联接的反复使用可以导致联接件的摩擦系数及预紧力的降低，然后造成螺纹联接件的失效。
为此，螺纹联接的预紧和防松问题应引起机械制造业的足够重视。
1 螺纹联接的预紧
螺纹联接进行预紧可以有效的防止松动，加强其紧密性与联接的可靠性。
在螺纹联接预紧时力度要适合，适合的力度不单单能够加强整体结构的承载力度，还能有效地将应力分布均匀，提高并改善螺纹联接的工作可靠性。
如果预紧力过大，会降低其承载载荷，螺纹在强大的压力下从螺栓中脱落或者发生螺纹断裂现象；而如果预紧力过小，联接处出现间隙，导致螺栓受力发生变化，降低其使用寿命。
同时，适度的控制预紧力，也要控制好力的大小，不能过大或過小，螺栓在受力不均匀的情况下，容易导致螺栓与螺纹联接整体设计载荷下降，失去螺栓联接处应发挥的作用。
从以上可以看出，均匀适度的预紧力，可以提高机械设备的整体运行效果。
当螺栓联接受螺栓拧紧力矩T？撞时，被联接零件间产生预紧压力F0，而螺栓则受到预紧拉力F0，此时F0即为螺栓所受的预紧力。
1.1 拧紧力矩（扳手力矩）T？撞
在预紧螺栓联接时，加于扳手上的拧紧力矩T？撞，须克服螺旋副中的螺纹力矩T和螺母与支承表面间的摩擦阻力矩Tf，即T？撞=T+Tf对于M10～M68的粗牙螺纹，则T？撞为（经验公式）：
T？撞≈0.2F0d×10-3 （1）
式中：T？撞-拧紧力矩，单位为N·m；F0-拧紧力，单位为N；d-螺纹的公
称直径，单位为mm。
1.2 预紧力的控制
在螺栓联接中，预紧力的大小要适当，当预紧力过大时，又可能使螺栓打断。
预紧力F0的大小取决于拧紧力矩T？撞。
因此，在装配螺栓联接时，要对拧紧力矩加以控制。
可采用测力矩扳手或定力矩来控制预紧力。
也可测量拧紧螺母后螺栓的伸长量，以此来控制预紧力F0。
在某些关键部位的螺纹联接应用中，如果操作人员单纯的根据以往经验而不是准确数据来控制螺栓预紧力时，为了有效防止螺栓联接的断裂，一般要使用小于M12的螺栓，最常用的是M12～M24螺栓。
2 分析螺纹联接松动的原因
对于螺纹联接在实际的操作过程中，会出现螺纹联接松动，分析其松动的原因可以概括为以下三个方面：（1）由于螺纹联接面变形而产生松动；（2）在轴向载荷产生力的作用下松动；（3）在横向载荷产生力的作用下松动。
上面所说的三个出现的联接松动的原因不是就某一个单独作用的，他们往往是在机械作用下同时出现的，这些机械运动包括变载、冲击、振动等。
除此之外，温度的变化也会是引起螺纹联接松动的重要原因。
螺纹联接松动会引起机器的骤停，严重的情况下会造成事故，对操作者造成伤害。
为解决螺纹松动带来的危害，在设计时应该不断改进其结构，使其在特定的条件下保证螺纹联接的可靠性。
在实际的工作，人们为了避免螺纹联接松动带来的危害，采取多种措施防止螺纹联接的松动。
3 螺纹联接防松方法
要解决螺纹联接松动的问题，最重要的是要防止螺旋副在受载时发生相对运动。
防止螺纹联接松动的原理按照其工作原理可以分为：摩擦防松、机械防松、永久防松。
3.1 摩擦防松
螺纹副中存在着防止相对运动的摩擦力，这个摩擦力的产生来源于不随联接载荷而产生的压力。
压力可由螺纹横向或者纵向压紧而产生。
常用方法有采用弹簧垫圈、对顶螺母、自锁螺母、液压螺母、螺纹锁固剂等。
3.2 机械防松
机械防松的原理是通过各种金属止动元件来阻止螺母以及螺栓之间的相对运动。
常用的机械防松方法开口销与槽形螺母、止动垫片、圆螺母与带翅垫片等。
机械防松的方法比较适合有冲击力容易产生较大振动以及高速的场合。
特别是对
于机械内部不易检查的部位，优点是防松可靠，缺点是不容易拆卸。
3.3 永久防松
此防松方法是通过破坏螺纹副来达到防松目的。
常用的永久防松方法有点焊、铆接、金属胶结等，这种方式防松可靠，但不可重复使用，适用于不需拆卸的特殊联接。
4 结束语
近年来，由于螺纹联接故障而直接或间接导致的重大事故不断涌现，而这也提醒着广大操作人员一定要重视过程中的每一个环节，所谓“千里之堤，毁于蚁穴”，一个小小的螺母或者螺栓都有可能造成无法挽回的事故及损失，直接影响到机械工业的生产效率，也可能直接给我们的生活带来不小的威胁。
面对着每一个发人深省的事故，机械制造及工业生产中的设计和操作人员也已经逐步认识到注重每一个细节的可靠性和安全性的重要意义。
综上所述，通过对螺纹联接的预紧和防松方法的阐述，设计人员可以在不同场合采用相应的措施来提高螺纹联接的质量，以有效保证设备的正常运行。
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张思婉（1983-），女，汉族，河南南阳人，郑州铁路职业技术学院，讲师，研究方向：机械设计制造及其自动化。
