螺栓不松没事，一松就断？是什么原因？

螺栓松动是常有的事，它可能引起设备振动、部件损坏，甚至人员伤亡等问题。如何拧紧一个小小的螺母，一直是机械设计中长盛不衰的话题，大家比较了解的，例如日本的偏心螺母、唐氏螺母和中国自紧王螺母，但我们今天不讲这些紧固件界的明星，我们来聊聊螺栓松动的原因和三种防松方法。

螺栓为什么越拧越紧呢？

一般情况下，我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析：

• 螺栓的质量 

• 螺栓的预紧力矩 

• 螺栓的强度 

• 螺栓的疲劳强度 

实际上，螺栓断裂绝大多数情况都是因为松动而断裂的，是由于松动而被打坏的。因为螺栓松动打断的情况和疲劳断裂的情况大体相同，最后，我们总能从疲劳强度上找到原因，实际上，疲劳强度大得我们无法想象，螺栓在使用过程中根本用不到疲劳强度。

一、螺栓断裂不是由于螺栓的抗拉强度

以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力载荷是20吨，高达它自身重量的十万倍，一般情况下，我们只会用它紧固20公斤的部件，也只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺纹紧固件的抗拉强度是足够的，不可能因为螺栓的强度不够而损坏。

二、螺栓的断裂不是由于螺栓的疲劳强度

螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说，螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了它大能力的万分之一，所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。

三、螺纹紧固件损坏的真正原因是松动

螺纹紧固件松动后，产生巨大的动能mv2，这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备，致使紧固件损坏，紧固件损坏后，设备无法在正常的状态下工作，进一步导致设备损坏。 

受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。 

受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打成橢圆。

四、选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在

以液压锤为例。GT80液压锤的重量是1.663吨，其侧板螺栓为7套10.9级M42螺栓，每根螺栓的抗拉力为110吨，预紧力取抗拉力一半计算，预紧力高达三、四百吨。但是螺栓一样会断，现在准备改成M48的螺栓，根本原因是螺栓防松解决不了。 

螺栓断裂，人们最容易得出的结论是强度不够，因而大都采用加大螺栓直径强度等级的办法。这种办法可以增加螺栓的预紧力，其摩擦力也得到了增加，当然防松效果也可以得到改善，但这种办法其实是一种非专业的办法，它的投入太大，收益太小。 

总之，螺栓是：“不松不断，一松就断。”

螺栓松动原因分析

螺纹联接按自锁条件设计：ψ ≤ρv，螺纹副中产生的摩擦副使螺栓自锁从而紧固螺栓，所以静载下连接不会自行松脱。但是在冲击、振动、变载荷下、温度变化较大时 螺旋副摩擦力F会减小或瞬时消失。这种现象若反复出现，连接螺栓就会逐渐松动。螺纹紧固件松动后，产生的动能mv2，受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打坏 。

螺栓防松原理：限制螺纹副之间的相对运动，或增大相对运动的难度。

螺栓常用的防松方法有三种：摩擦防松、机械防松和永久防松。机械防松和摩擦防松为可拆卸防松，而永久防松称为不可拆卸防松。

三种常用防松方法

1. 摩擦防松

（1）弹簧垫片防松

弹簧垫圈的防松原理是在把弹簧垫圈压平后，弹簧垫圈会产生一个持续的弹力，使螺母与螺栓的螺纹连接副持续保持一个摩擦力，产生阻力矩，从而防止螺母松动。同时弹簧垫圈开口处的尖角分别嵌入螺栓和被连接件表面，从而防止螺栓相对于被连接件回转。

（2）对顶螺母（双螺母）防松

（3）自锁螺母防松

螺母一端制成非圆形收口或开缝后径向收口。当螺母拧紧后，收口胀开，利用收口的弹力使旋合螺纹间压紧。

（4）弹性圈螺母防松

螺纹旋入处嵌入纤维或尼龙来增加摩擦力。该弹性圈还起防止液体泄漏的作用。

2. 机械防松

（1）槽型螺母和开口销防松

（2）止动垫片

螺母拧紧后，将单耳或双耳止动垫圈分别向螺母和被联接件的侧面折弯贴紧，实现防松。

（3）串联钢丝防松

用低碳钢钢丝穿入各螺钉头部的孔内，将各螺钉串联起来，使其相互制动。

3 . 永久防松

常用的永久防松有：点焊、铆接、粘合等。这种方法在拆卸时大多要破坏螺纹紧固件，无法重复使用。

此外还有其他防松方式，如：在旋合螺纹间涂液体胶粘剂、在螺母末端镶嵌尼龙环、铆冲防松等。机械防松和摩擦防松称为可拆卸防松，而永久防松称为不可拆卸防松。

（1）冲边法防松

螺母拧紧后在螺纹末端冲点破坏螺纹。

（2）粘合防松—螺母防松液

将螺母防松液涂抹在螺栓拧紧处，再拧上螺母，自行固化后，防松效果良好。