螺栓連接廣泛應(yīng)用于機(jī)械裝備、航天航空、汽車(chē)、軌道交通等領(lǐng)域，是緊固件連接中最基本的結(jié)構(gòu)形式。汽車(chē)裝配過(guò)程中，螺栓連接具有可批量化、標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于拆卸等優(yōu)點(diǎn)而得到最為廣泛的應(yīng)用。車(chē)輛在行駛過(guò)程中，因?yàn)檎駝?dòng)、高低載荷變化、沖擊或者長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)時(shí)，螺栓容易產(chǎn)生松動(dòng)甚至脫落現(xiàn)象，給汽車(chē)的行駛帶來(lái)很大的安全隱患，對(duì)于汽車(chē)用螺栓連接的擰緊與防松的研究成為各汽車(chē)廠研究的課題。

螺栓緊固原理

采用螺栓連接的目的是使2個(gè)被連接件緊密貼合，因?yàn)檫B接件要承受一定的動(dòng)載荷，所以還需要被連接件具備足夠的壓緊力，以保證被連接零件的可靠連接和正常工作。這樣就要求作為連接的螺栓在擰緊后要具有足夠的軸向預(yù)緊力。軸向預(yù)緊力的施加是依靠“擰 緊”來(lái)實(shí)現(xiàn)的，擰緊的過(guò)程就是施加扭矩的過(guò)程，如圖 1 所示。

?在擰緊的過(guò)程中，扭矩、 預(yù)緊力隨著角度的變化而變化，大致可以分為3個(gè)階段（見(jiàn)圖 2）。

第1階段：在開(kāi)始擰緊時(shí)，由于螺栓與被連接件未接觸，故壓緊力為零，但是存在一定的摩擦力，所以扭矩T保持在一個(gè)較小的數(shù)值。

第2階段：當(dāng)螺栓與被連接件開(kāi)始接觸后，壓緊力F和扭矩T隨轉(zhuǎn)角A的增加迅速上升。

第3階段：達(dá)到屈服點(diǎn)，螺栓開(kāi)始塑性變形，轉(zhuǎn)角增加較大而壓緊力和扭矩卻增加較小，甚至不變。如在繼續(xù)擰緊，扭矩T和壓緊力F下降，螺栓產(chǎn)生斷裂。?

根據(jù)螺紋的特性和擰緊過(guò)程中的力學(xué)分析，T 與 F 的關(guān)系為：T=K F d，其中：T 為擰緊扭矩；F 為預(yù)緊力；d 為公稱(chēng)直徑，與螺栓的型號(hào)有關(guān)；K 為扭矩系數(shù)，與支承面粗糙 度和潤(rùn)滑情況、螺紋副精度和潤(rùn)滑情況等有關(guān)。

螺栓連接的防松措施

螺栓防松是通過(guò)消除（或限制）螺紋副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 或增大相對(duì)運(yùn)動(dòng)的難度，防止連接松脫，保證連接安全可靠。防松的措施多種多樣，下面介紹幾種常用的防松措施。?

附加摩擦力的防松?

附加件摩擦力防松主要有3種方式：雙螺母擰緊結(jié)構(gòu)、彈簧墊圈擰緊結(jié)構(gòu)及自鎖螺母擰緊結(jié)構(gòu)。雙螺母擰緊結(jié)構(gòu)是通過(guò)增加一顆螺母與原有緊固螺母相互擠壓，使其受到附加的壓力和摩擦力，從而增加防松效果，如圖 6 所示。彈簧墊 圈擰緊結(jié)構(gòu)是依靠墊圈壓平而產(chǎn)生的彈性反力使旋合螺紋間壓緊，同時(shí)墊圈斜口的尖端抵住螺栓或者螺母與被連接件的支撐面，也有防松作用。但這種結(jié)構(gòu)在振動(dòng)沖擊載荷作用下防松效果較差，一般用于非關(guān)鍵連接，如圖 7 所示。自鎖螺 母擰緊結(jié)構(gòu)有全金屬自鎖金螺母和非金屬嵌件鎖緊螺母兩種，兩種螺母在使用過(guò)程中，通過(guò)自身的形變產(chǎn)生鎖緊效果，在底盤(pán)的關(guān)鍵部位使用廣泛，如圖 8 所示。

機(jī)械防松?

機(jī)械防松主要有六角開(kāi)槽螺母配開(kāi)口銷(xiāo)、圓螺母與止動(dòng)墊片等結(jié)構(gòu)。六角開(kāi)槽螺母配開(kāi)口銷(xiāo) 是開(kāi)口銷(xiāo)穿過(guò)螺母的槽和螺栓末端的銷(xiāo)孔，并將開(kāi)口銷(xiāo)尾部掰開(kāi)與螺母?jìng)?cè)面貼緊，將螺母和螺栓 鎖緊，如圖 9 所示。這種結(jié)構(gòu)防松可靠，可用于激烈的沖擊、振動(dòng)部位。圓螺母與止動(dòng)墊片是將單耳或者雙耳止動(dòng)墊片分別向螺母和被連接件的側(cè)面折彎貼緊，如圖 10 所示。

其他方式?

化學(xué)防松：在螺紋間增加厭氧膠等密封材料，擰緊螺母后，厭氧膠經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間可以固化，從而可靠地粘結(jié)螺紋，防止螺紋相對(duì)運(yùn)動(dòng)。?

永久防松：在螺栓與螺母接觸面上通過(guò)端鉚、沖點(diǎn)、點(diǎn)焊等方式，使螺栓與螺母形成剛性連接防止其相對(duì)運(yùn)動(dòng)。?

除了以上防松的措施外，還可以通過(guò)更換細(xì)牙螺栓、增大預(yù)緊力（在可行的范圍呢）、提高員工的操作技能、提升零件螺栓和連接件的制造精度等途徑提升螺栓的防松效果。

螺栓的擰緊和防松是一個(gè)復(fù)雜的課題，相信隨著機(jī)械行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和技術(shù)人員的不斷研究，汽車(chē)用螺栓連接的擰緊技術(shù)和防松技術(shù)也會(huì)得到進(jìn)一步提升。

SunTorque智能扭矩系統(tǒng)，滿足制造型企業(yè)在裝配工藝過(guò)程中實(shí)現(xiàn)“工藝防錯(cuò)指導(dǎo)、可視化工具管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制”等多種需求的產(chǎn)品。幫助企業(yè)快速建立數(shù)字化生產(chǎn)管理模式，實(shí)現(xiàn)過(guò)程質(zhì)量提升和精益化生產(chǎn)目標(biāo)。

產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，從航空航天、軍工、軌道交通，到工程機(jī)械、礦山機(jī)械、石油機(jī)械，到冶金傳動(dòng)、船舶、農(nóng)機(jī)等幾乎覆蓋了裝備制造業(yè)和機(jī)械制造加工的可應(yīng)用領(lǐng)域。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SunTorque今日分享|螺栓连接的拧紧与防松研究的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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