螺紋連接因其具有成本低廉、結構簡單、拆裝方便、聯接可靠等特點，被公司廣泛應用于産品零部件的聯接與固定。

一個松動的螺栓可能導緻零部件發生松脫異響、脫落損壞等情況，乃至發生危及人身安全的，甚至可能會使整個生産工廠陷入停頓，并使公司損失慘重。

那麼，螺栓松動的主要原因是什麼？

今天，螺絲君，以此開展原因調查及驗證分析工作，并總結相應的防松措施。

01

原因分析

1. 螺栓問題

假若螺栓材料強度低于标準，在擰緊過程中随着螺栓預緊力不斷加大，接合組件之間的夾緊力也随之增大，此過程螺栓發生彈性變形；當達到屈服點後螺栓開始塑性變形，而随着預緊力繼續增大，夾緊力增量變小甚至不變，然後逐漸變小，從而發生松脫。

假若螺栓螺距不合理，雖然能滿足自鎖、防松等要求，但由于接合組件要求的預緊力過大，所選螺栓在超出限值的預緊力作用下，螺牙損壞（或螺孔損壞），從而發生松脫。

假若選用螺栓型号偏小或螺栓等級過低，工作狀态下螺栓無法抵消接合組件之間的軸向拉伸力與徑向剪切力的作用，作用力反複循環最終使螺栓疲勞，發生塑性變形，預緊力減小，從而發生松脫。

螺紋規格尺寸也影響螺栓所獲得的預緊力大小，螺紋過大時與螺紋孔配合過緊，同樣扭矩的情況下預緊力偏小，加緊效果偏低；螺紋過小時與螺紋孔配合過大，螺紋副中的螺牙接觸面積偏小，同樣預緊力下螺牙受力過大，受接合組件作用力後可能導緻螺牙崩壞，從而發生松脫。

2. 設計問題

螺栓在擰緊過程中所能達到的預緊力直接決定了兩個連接零件之間夾緊力，預緊力不足勢必會導緻連接螺栓出現松動并最終造成連接零部件的松動螺紋配合力學分析表明，在靜載條件下，一般螺紋滿足自鎖條件，不會松脫，但實際上變載荷、振動、沖擊是造成螺栓松動的主要因素；設計者未充分考慮實際工況這一要素，容易出現設計要求無法達到使用要求的情況，從而引起螺栓松動。

兩個連接件連接時螺紋孔或者安裝螺栓孔尺寸尤為重要，螺紋孔的螺紋規格尺寸直接影響螺栓所獲得的預緊力大小。若螺紋孔過大或過小，則螺栓獲得的預緊力無法達到要求。

若安裝螺栓孔尺寸偏大，則被連接件的表面在與螺栓或螺母支承面接觸處會産生塑性的環狀壓陷，嚴重的壓陷會使螺栓獲得預緊力減小或喪失預緊力，從而導緻螺母或螺栓的松動。

螺紋接觸界面通常是凹凸不平的， 預緊力加載以後，内外螺紋不可能完全接觸，内(外) 螺紋上的微凸體可能會嵌入到外(内)螺紋的凹形 區。

在周期性外力的作用下，内外螺紋将發生往複的微滑移運動，導緻粘着物脫落，預緊力損失，稱之為微動磨損損失。

在擰緊後螺栓預緊力作用下就會産生凸點壓潰，永久塑性變形，從而螺栓的夾緊長度會降低，最終導緻螺栓的預緊力下降。

3. 工具問題

工具失效是引起螺栓松動的主要原因之一。氣動扳手是公司配備的預緊螺栓的常用工具，經調查，引起氣動扳手失效的原因主要有，一是員工未正常使用工具，導緻異常磨損，比如螺栓擰緊到位

後仍保持氣動扳手的連續沖擊；二是配套設備未正确使用或已失效，工具長時間處于非保養環境，比如不經過氣動三聯件直接把氣動扳手接到壓縮空氣管路。

工具配置不合理也是引起螺栓松動的原因之一。公司使用大量程扭矩扳手裝配低扭矩的螺栓，由于每刻度對應的力矩值過大，無法把握精準的力矩，可能出現螺栓擰緊力矩不足的情況，從而引起螺栓松脫。

4. 操作者問題

操作者不良的作業習慣是引發螺栓松動的直接原因之一。經調查，操作者不良的作業習慣是多方面的，

• 一是螺栓擰緊到位後仍保持氣動扳手的連續沖擊，導緻接合組件的支承面被破壞（也可能是使平墊變形、彈墊失效）；
• 二是操作者偷工減料，不按設計要求使用力矩扳手，或者不按要求塗抹螺紋緊固膠，或者不按要求的順序擰緊螺栓；
• 三是操作者圖裝配方便私自改用其他種類的螺栓。

5. 加工缺陷等問題

螺栓安裝孔孔口倒角過大，從而引發安裝孔尺寸過大時可能出現的狀況。此外，接合組件表面凹凸不平，使得螺栓與接合組件之間不完全貼合，無法發揮足夠的摩擦力；當螺栓與接合組件之間發生相對滑移，結合面将出現磨損，最終導緻預緊力減小，從而引起螺栓松動。

02

防松措施

1. 設計過程

充分考慮螺栓安裝位置的工況要求，考慮接合組件的重量、承受載荷、安全标準等因素，選擇合适規格的螺栓，并準确的分析和計算預緊力大小，預留足夠的作業空間，确保螺栓連接安全可靠。

采用防松設計。結合公司實際，可選用以下防松設計：采用彈性墊圈的鎖緊方式；采用雙螺母的鎖緊方式；采用非金屬嵌件鎖緊螺母的鎖定方式；采用開槽螺母配開口銷的機械鎖緊方式；采用塗抹螺紋緊固膠的鎖緊方式。

避免接合組件支承面變形松動的情況，可采用選擇合适的通孔（螺孔）、配套合适的墊片組合、選用法蘭面螺栓、優化接合組件材料等方法。

使用“螺栓 螺母”的固定方式時，優先考慮将其中之一焊接到接合組件上。

明确裝配要求，配置合适的工具工裝，以保證生産的一緻性，杜絕工人憑感覺及經驗來判斷作業效果。

具體要求如下：

• 8.8 級螺栓用氣動扳手擰緊；
• 當氣動扳手棘輪出現打滑聲音1 ～ 2 秒，必須馬上松開工作按鈕；
• 根據8.8 級螺栓的推薦力矩表，選擇合适的氣動扳手檔位；
• 10.9 級、12.9 級及有特殊要求的螺栓，用扭矩扳手按标定力矩擰緊；
• 扭矩轉動方向所在平面應與螺栓軸向垂直；
• 塗抹螺紋緊固膠；
• 按标定的裝配順序作業；
• 裝配後結合面周邊有縫隙屬于不合格現象。

2. 生産過程

有外觀缺陷的材料，禁止使用在關鍵的零部件上。

加工過程按螺孔精度要求選擇正确的絲錐，并及時更換磨損嚴重的絲錐，杜絕加工缺陷，保證螺孔質量。

焊接、塗裝過程注意屏蔽螺孔，以防螺紋被損壞、被污染，影響最終裝配效果。

嚴格執行設計要求，按規定正确使用工具工裝，杜絕工人憑感覺及經驗來判斷作業效果。

裝配前檢查螺紋是否完好無損，裝配後檢查結合面周邊是否有縫隙。

新員工上崗前,務必熟練掌握裝配的基礎技能。

03

總 結

螺紋緊固件在日常生活中普遍存在，為了防此結構出現松、脫、掉等聯接失效問題，導緻的安全生産事故時常發生。

抑制松動

• 第一步首先則是選擇使用高強度、高韌性的材料和高精度的加工技術，避免材料在早期就出現自松動的現象，
• 第二步是摩擦防松。

這是應用最廣的一種防松方式，這種方式在螺紋副之間産生一不随外力變化的正壓力，以産生一可以阻止螺紋副相對轉動的摩擦力。

但複雜工況下的螺栓防松是需要綜合考量多方面因素的，螺栓防松措施不是單一的，可能是多種方法的聯合，隻有找準螺栓松動的根本原因，才能因地制宜選擇合适的防松方法。

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