螺栓在擰緊時候,如果不采用一定措施,例如,在螺母側(cè)采用反作用力臂進行防轉(zhuǎn)固定,就容易出現(xiàn)螺母跟轉(zhuǎn)的可能性。

同時,特別是在螺栓靜態(tài)扭矩測量的時候,也會出現(xiàn)螺母跟轉(zhuǎn)的情況,在這種情況下,如果不采取措施,測出的靜態(tài)扭矩結(jié)果,就會是虛假的扭矩,往往測出的靜態(tài)扭矩會更低一些。

由于螺栓裝配時候,無法直接測量螺栓的預緊力,所以,一般情況下都是通過扭矩法擰緊的方式,來間接對螺栓進行施加預緊力。
螺栓擰緊時候的擰緊扭矩,由兩部分產(chǎn)生:

一、螺栓頭支撐面摩擦扭矩,
二、螺紋副摩擦扭矩,
三、產(chǎn)生螺栓預緊力的扭矩,

接下來,我們就分析螺栓擰緊的時候,為什么會產(chǎn)生螺母跟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象?
對于常規(guī)的順時針螺紋,由于在擰緊的時候,螺栓對螺母通過螺紋副產(chǎn)生摩擦扭矩MG,由于螺栓擰緊時候螺紋副產(chǎn)生的摩擦扭矩對螺母有旋轉(zhuǎn)的趨勢,
此時,螺母的支撐面在螺栓擰緊時產(chǎn)生的預緊力作用下,也會產(chǎn)生螺母的支撐面摩擦扭矩MKnut,且該摩擦扭矩是阻止螺栓螺紋副產(chǎn)生摩擦扭矩作用下的轉(zhuǎn)動。
如果在這種情況下,螺母的支撐面摩擦扭矩MKnut≥MG,則這種情況下,螺紋副的摩擦扭矩不會使螺母產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。
如果螺母支撐面摩擦扭矩MKnut<MG,則這種情況下,螺紋副的摩擦扭矩就會使螺母產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),也就是出現(xiàn)螺母的跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

通過上面的分析,我們就能對螺母的跟轉(zhuǎn)進行詳細的計算分析。
螺母擰緊時候,跟轉(zhuǎn)的計算分析,我們分析以下三種情況:
(1)螺栓螺母支撐面、螺栓孔尺寸相同情況下,螺母發(fā)生跟轉(zhuǎn)時候螺母支撐面最小摩擦系數(shù)
假設:螺栓規(guī)格為M12x1.5,螺栓支撐面直徑為23.8mm,螺栓孔直徑為13.5mm,實測螺紋摩擦系數(shù)為0.13,實測支撐面摩擦系數(shù)為0.13,螺栓擰緊時候設置的公稱擰緊扭矩為105Nm,而螺母的支撐面直徑也為23.8mm,螺母側(cè)螺栓孔直徑也為13.5mm,在這種情況下,經(jīng)過計算,擰緊螺栓時候螺母不發(fā)生跟轉(zhuǎn)的最小摩擦系數(shù)0.115。
也就是說在上述的這種條件下,如果螺母的支撐面摩擦系數(shù)低于0.115,就可能出現(xiàn)螺栓擰緊時候螺母跟轉(zhuǎn)的可能性(這種情況可以進行一下實際試驗驗證,如果螺栓正常摩擦系數(shù),而對螺母支撐面圖上潤滑油,這樣在擰緊的時候就可能出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的情況,
當然,這種分析是認為螺母沒有鎖緊扭矩的情況下,如果螺母存在鎖緊扭矩,則這種螺母在擰緊還沒有預緊力的時候必定是會出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的情況,因為在這種情況下,沒有支撐面的反方向摩擦扭矩,而螺紋施加的扭矩又非常大)。
(2)螺栓螺母支撐面相同、螺母螺栓孔尺寸增加的情況下,螺母發(fā)生跟轉(zhuǎn)時候螺母支撐面最小摩擦系數(shù)
假設:螺栓規(guī)格為M12x1.5,螺栓支撐面直徑為23.8mm,螺栓孔直徑為13.5mm,實測螺紋摩擦系數(shù)為0.13,實測支撐面摩擦系數(shù)為0.13,螺栓擰緊時候設置的公稱擰緊扭矩為105Nm,而螺母的支撐面直徑也為23.8mm,螺母側(cè)螺栓孔直徑增加為15mm,在這種情況下,經(jīng)過計算,擰緊螺栓時候螺母不發(fā)生跟轉(zhuǎn)的最小摩擦系數(shù)0.110。
也就是說在上述的這種條件下,如果螺母的支撐面摩擦系數(shù)低于0.110,就可能出現(xiàn)螺栓擰緊時候螺母跟轉(zhuǎn)的可能性,螺母的摩擦系數(shù)需要更小才能出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的可能性,具體計算見下表。

(3)螺母支撐面減小成六角頭螺母尺寸、而螺母螺栓孔尺寸不變的情況下,螺母發(fā)生跟轉(zhuǎn)時候螺母支撐面最小摩擦系數(shù)
假設螺栓規(guī)格為M12x1.5,螺栓支撐面直徑為23.8mm,螺栓孔直徑為13.5mm,實測螺紋摩擦系數(shù)為0.13,實測支撐面摩擦系數(shù)為0.13,螺栓擰緊時候設置的公稱擰緊扭矩為105Nm,而螺母的支撐面直徑減小為標準六角頭螺母支撐面尺寸16.63mm,螺母側(cè)螺栓孔直徑仍為15mm,在這種情況下,經(jīng)過計算,擰緊螺栓時候螺母不發(fā)生跟轉(zhuǎn)的最小摩擦系數(shù)0.110。
也就是說在上述的這種條件下,如果螺母的支撐面摩擦系數(shù)低于0.142,就可能出現(xiàn)螺栓擰緊時候螺母跟轉(zhuǎn)的可能性,從這一點來說,因為螺母發(fā)生跟轉(zhuǎn)的臨界摩擦系數(shù)變大了,螺母就更容易出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的可能性,
也就是說,六角頭螺母與法蘭面螺栓即使摩擦系數(shù)相同,也可能出現(xiàn)螺母跟轉(zhuǎn)的可能性。具體計算見下表。

以上就是對螺母跟轉(zhuǎn)的可能性進行分析,從分析及計算結(jié)果可以看出:
螺母的支撐面直徑越小,越容易出現(xiàn)螺母跟轉(zhuǎn)的可能性。
螺母側(cè)的螺栓孔直徑越大,越不容易出現(xiàn)螺母跟轉(zhuǎn)的可能性。
在還沒有擰緊的情況下,如果螺母為鎖緊螺母,則這種情況下,螺母必然會出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的可能性,在這種沒有擰緊的情況下,預擰鎖緊螺母,必須采用防轉(zhuǎn)裝置才能把鎖緊螺母預擰緊到位。
在發(fā)生跟轉(zhuǎn)的時候,測量靜態(tài)扭矩往往會減小,必須考慮采用防轉(zhuǎn)裝置后來測靜態(tài)扭矩,方為可比性。