螺栓松动和断裂的主要原因是什么呢

螺栓是多个行业中首选的产品，选择螺栓是因为易于拆掉，这并使螺栓自行松动失去预裁力，螺栓平常松动的情况下是常有的事情，但若不注意往往会引起振动损坏等，在安装的情况下一定要注意。下面来由普力特紧固件讲解一下：螺栓松动和断裂的主要原因是什么呢?请往下看。

1、拧紧不足

拧紧不足或假拧紧的螺栓本来就是预紧力不足，如果再出现松动，接头便没有足够的夹紧力将各个部分固定在一起。这可能导致两个零件之间横向滑动，螺栓就会受到不必要的剪切应力，最终可能导致螺栓断裂。

2、振动

对螺栓连接在振动下的试验表明，许多小的“横向”运动导致连接的两个部分相互运动，同时螺栓头或螺母与被连接件也会产生运动。

这些重复的运动会抵消螺栓和被连接件之间的摩擦。最终，振动将导致螺栓的螺纹上“旋转松开”，接头失去夹紧力。

3、嵌入

设计开发螺栓张力的工程师允许有一段磨合期，产生一定的预紧力损失，在此期间，螺栓的紧密度会出现松弛。

这种松弛是由于螺栓头和/或螺母、螺纹及被连接件结合面之间嵌入造成的，并且可以在软材料(如复合材料)以及硬质抛光金属都会发生。

如果接头设计不当，或者在开始时螺栓未达到规定张力，则接头的嵌入可能导致夹紧力损失而达不到所需的最小夹紧力。

结合面之间存在微观的凹凸不平，在拧紧后螺栓预紧力作用下就会产生凸点压溃，永久塑性变形，从而螺栓的夹紧长度会降低，最终导致螺栓的预紧力下降。

4、垫片蠕变和热膨胀

许多螺栓接头在螺栓头和接头表面之间包括一个薄而软的垫圈，以密封接头，防止气体或液体泄漏。垫圈本身也起到弹簧的作用，在螺栓和接合面的压力下回弹。

随着时间的推移，尤其是接近高温或腐蚀性化学品时，垫圈可能会“蠕变”，这意味着它失去弹性，导致夹紧力的损失。

如果螺栓和接头的材料不同，由于环境快速变化或工业循环过程导致的温度差异过大，会导致螺栓材料迅速膨胀或收缩，可能会使螺栓松动。

5、冲击

冲击-较大冲击载荷超过螺栓预紧时摩擦力，产生滑动。

来自机械、发电机、风力涡轮机等的动态或交变载荷可导致机械冲击——施加在螺栓或接头上的冲击力——导致螺栓发生相对滑动。

就像振动一样，这种滑动最终会导致螺栓松动。甚至冲击往往在设计接头连接时候还未考虑到这么大的载荷。

6、什么是预加载?

在工程中具有多种含义的术语。一个是紧固件在最初拧紧时产生的张力(载荷)。当螺栓伸展时，螺栓和螺母之间的部件压缩，从而增加所谓的夹紧负荷，直到紧固过程结束。

　7、螺栓断裂原因

一般情况下，我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析：

第一、螺栓的质量

第二、螺栓的预紧力矩

第三、螺栓的强度

第四、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，螺栓孔被打成椭圆。

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，根本原因是螺栓放松解决不了。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。

螺栓松动的危害

1、法兰泄漏

2、风机转子与机舱分离脱落

3、船舶发动机震动连接螺栓脱落

船舶发动机震动连接螺栓脱落，并随着船舶滚动，造成设备的进一步损坏。

在螺栓连接中，拧紧螺母实际上会使螺栓伸长，就像拉动弹簧一样。这种拉力，或者说张力，会产生相反的夹紧力，将被连接件的两部分紧密的固定在一起。

如果螺栓松动，夹紧力就会减弱。

松动的螺栓不仅仅是一个令人头疼的麻烦。如果接头没有迅速重新拧紧，就可能开始泄漏液体或气体，螺栓可能断裂，设备可能损坏，或可能发生灾难性事故。

? 总结

“最好的防松螺栓是保证预紧力足够，不会使接头产生滑动、开口等问题”

以上分析可以看出由于预紧力不足或降低导致松动的原因就达到了3个，因此需要特别控制螺栓的预紧力来控制松动的风险。

只要预紧力足够满足要求，只要不是太短的夹紧长度(如lk≥3d)，即使存在一定的振动载荷，螺栓一般也不会自松动。

良好的螺栓连接设计、适当的夹紧力开发和适当的螺栓防松装置相结合，可以可靠地固定螺栓连接，以应对这里提出的许多松动挑战。

一个好的螺栓连接将被设计成适当尺寸和类型的螺栓和螺母，并指定最佳的张力，以达到保持连接完整性所需的夹紧力。

在应用中，适当的夹紧力要求每个螺栓中的张力(预紧力)达到正确水平，并在整个使用寿命期间保持在该水平。

因此在螺栓上保持适当的张力是至关重要的，可以在设计时候采用超声波来测量螺栓的轴力，保证螺栓的预紧力达到设计要求，兹懋的超声波轴力测量仪就是专门用来测量螺栓的轴力，还具有二维码功能，可实时追溯该螺栓的轴力。

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来源：普力特紧固件