發布時間：2025-09-19
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螺栓連接是現代工業中最為基礎和關鍵的機械連接方式之一，其可靠性直接關系到設備的安全運行與整體結構的完整性。然而，在長期承受振動、沖擊、變載荷或溫度變化等動態工況下，螺栓連接固有的“自松”現象成為一個普遍且嚴峻的挑戰。
一、 螺栓為何會松動？
理解防松的前提是了解松動的機理。螺栓松動主要源于兩方面：
1. 自發旋轉松動（旋轉松脫）： 這是最常見的原因。在橫向振動或交變載荷下，螺栓副接觸面之間會產生微小的相對滑動，導致螺紋間的摩擦逐漸失效，螺母沿著螺紋牙型發生逆時針旋轉，從而使預緊力下降直至完全失效。
2. 非旋轉松動（嵌入松弛）： 即使沒有相對旋轉，連接件表面微觀不平處的凸點被壓平、墊片蠕變或密封材料老化等因素，也會導致夾緊長度的微小縮短，造成預緊力衰減。
有效的防松措施必須能夠有針對性地克服以上一種或兩種松動形式。
二、 有效的防松措施分類與應用
防松技術可分為摩擦防松、機械防松和永久防松三大類，應根據具體工況、成本和安全要求進行選擇。
（一） 摩擦防松 - 增大并維持螺紋間的摩擦力
該方法通過增加螺紋副或支撐面間的摩擦力來抵抗旋轉松脫
l 雙螺母（對頂螺母）：
原理：先裝主螺母（下螺母）至規定預緊力，再裝副螺母（上螺母）。擰緊副螺母時，兩螺母對頂擠壓，使螺栓螺桿受拉而產生額外的張力，從而在螺紋接觸面間產生持續的高摩擦力。
優點：結構簡單，成本低。
缺點：增大了連接尺寸和重量，防松效果在強烈振動下有限。
l 彈性墊圈：
彈簧墊圈：利用其開口的彈性反彈力壓平螺母支撐面，產生摩擦力。但其防松效果爭議較大，尤其在重要連接中不推薦單獨使用。
鞍形/波形彈性墊圈：提供更均勻的彈性力，比普通彈簧墊圈性能更優。
l 自鎖螺母（尼龍螺母）：
原理：在螺母頂端嵌入一個尼龍環，或對螺紋進行徑向擠壓變形。當螺栓擰入時，尼龍或變形螺紋產生巨大的摩擦力和彈性變形，有效抑制松動。
優點：防松可靠，可重復使用數次，安裝方便。
缺點：尼龍材料不耐高溫，使用溫度通常受限。
（二） 機械防松 - 利用機械元件直接限制相對運動
該方法通過附加零件直接機械地阻止螺母與螺栓的相對轉動，是最可靠的防松方式之一。
開口銷與槽形螺母：
原理：螺母擰緊后，將其槽口與螺栓桿上的銷孔對齊，插入開口銷并掰開其尾部。
優點：絕對可靠，防松效果極佳，常用于關鍵部位（如飛機、重型機械）。
缺點：安裝對孔麻煩，拆卸后需更換開口銷。
串聯鋼絲（防松絲）：
原理：用金屬絲穿過一組螺釘頭部的專用小孔，并以一定規則串聯捆扎。當某個螺釘有松動趨勢時，鋼絲會受到其余已擰緊螺釘的牽制。
優點：適用于螺釘組，尤其適合在高溫、高速場合。
缺點：安裝費時，對設計有要求。
止動墊圈（如內舌止動墊圈、外舌止動墊圈）：
原理：墊圈一側彎折卡入零件凹槽固定自身，另一側彎折貼緊螺母側面，阻止其旋轉。
優點：結構簡單，成本低。
缺點：防松能力中等，多次拆卸后卡舌易疲勞斷裂。
（三） 永久防松 - 不可拆卸的防松方式
該方法通過破壞螺紋副的運動關系，形成不可逆的鎖緊，通常用于不打算拆卸的永久性連接。
點鉚/沖點： 在螺母擰緊后，通過沖頭在螺紋末端或螺母與螺栓結合處進行局部沖擊變形，使其相互咬死。
涂膠防松（厭氧膠）：
原理： 在螺栓螺紋上涂抹厭氧型螺紋鎖固劑。在擰緊后，螺紋間隙內缺氧，膠液固化形成堅硬的熱固性塑料，將螺紋牢牢粘附在一起。
優點： 防松效果極好，密封性好，還能防腐。強度可選（低、中、高），中等強度以下仍可拆卸。
缺點： 需控制膠量和清潔度，固化需要時間。
