螺栓擰緊時(shí)，螺母為什么會(huì)跟轉(zhuǎn)？

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

同時(shí)，特別是在螺栓靜態(tài)扭矩測(cè)量的時(shí)候，也會(huì)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(cè)出的靜態(tài)扭矩結(jié)果，就會(huì)是虛假的扭矩，往往測(cè)出的靜態(tài)扭矩會(huì)更低一些。

為什么會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題呢？

有什么辦法可以解決這種跟轉(zhuǎn)的問(wèn)題？

接下來(lái)，我們就對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。

由于螺栓裝配時(shí)候，無(wú)法直接測(cè)量螺栓的預(yù)緊力，所以，一般情況下都是通過(guò)扭矩法擰緊的方式，來(lái)間接對(duì)螺栓進(jìn)行施加預(yù)緊力。

螺栓擰緊時(shí)候的擰緊扭矩，由兩部分產(chǎn)生：

• 一、螺紋副扭矩（實(shí)際上此時(shí)螺紋副扭矩包含了螺紋副的摩擦扭矩和產(chǎn)生預(yù)緊力部分的扭矩消耗）MG，

• 二、螺栓頭部的摩擦扭矩MK兩部分組成了最終的總的擰緊扭矩MA。即：

  
  

而很多教材上，會(huì)把擰緊扭矩，分成三部分：

• 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(yù)緊力的扭矩，

這就是大家常說(shuō)的：5-4-1 原則。

接下來(lái)，我們就分析螺栓擰緊的時(shí)候，為什么會(huì)產(chǎn)生螺母跟轉(zhuǎn)的現(xiàn)象？

對(duì)于常規(guī)的順時(shí)針螺紋，由于在擰緊的時(shí)候，螺栓對(duì)螺母通過(guò)螺紋副產(chǎn)生摩擦扭矩MG，由于螺栓擰緊時(shí)候螺紋副產(chǎn)生的摩擦扭矩對(duì)螺母有旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，

此時(shí)，螺母的支撐面在螺栓擰緊時(shí)產(chǎn)生的預(yù)緊力作用下，也會(huì)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(dòng)。

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(huì)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(huì)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(guò)上面的分析，我們就能對(duì)螺母的跟轉(zhuǎn)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析。

螺母擰緊時(shí)候，跟轉(zhuǎn)的計(jì)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(shí)候螺母支撐面最小摩擦系數(shù)

假設(shè)：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(shí)測(cè)螺紋摩擦系數(shù)為0.13，實(shí)測(cè)支撐面摩擦系數(shù)為0.13，螺栓擰緊時(shí)候設(shè)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?jìng)?cè)螺栓孔直徑也為13.5mm，在這種情況下，經(jīng)過(guò)計(jì)算，擰緊螺栓時(shí)候螺母不發(fā)生跟轉(zhuǎn)的最小摩擦系數(shù)0.115。

也就是說(shuō)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(shí)候螺母跟轉(zhuǎn)的可能性（這種情況可以進(jìn)行一下實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證，如果螺栓正常摩擦系數(shù)，而對(duì)螺母支撐面圖上潤(rùn)滑油，這樣在擰緊的時(shí)候就可能出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的情況，

當(dāng)然，這種分析是認(rèn)為螺母沒(méi)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(méi)有預(yù)緊力的時(shí)候必定是會(huì)出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的情況，因?yàn)樵谶@種情況下，沒(méi)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(shí)候螺母支撐面最小摩擦系數(shù)

假設(shè)：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(shí)測(cè)螺紋摩擦系數(shù)為0.13，實(shí)測(cè)支撐面摩擦系數(shù)為0.13，螺栓擰緊時(shí)候設(shè)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?jìng)?cè)螺栓孔直徑增加為15mm，在這種情況下，經(jīng)過(guò)計(jì)算，擰緊螺栓時(shí)候螺母不發(fā)生跟轉(zhuǎn)的最小摩擦系數(shù)0.110。

也就是說(shuō)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(shí)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(jì)算見(jiàn)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(shí)候螺母支撐面最小摩擦系數(shù)

假設(shè)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(shí)測(cè)螺紋摩擦系數(shù)為0.13，實(shí)測(cè)支撐面摩擦系數(shù)為0.13，螺栓擰緊時(shí)候設(shè)置的公稱擰緊扭矩為105Nm，而螺母的支撐面直徑減小為標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺母支撐面尺寸16.63mm，螺母?jìng)?cè)螺栓孔直徑仍為15mm，在這種情況下，經(jīng)過(guò)計(jì)算，擰緊螺栓時(shí)候螺母不發(fā)生跟轉(zhuǎn)的最小摩擦系數(shù)0.110。

也就是說(shuō)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(shí)候螺母跟轉(zhuǎn)的可能性，從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，因?yàn)槁菽赴l(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(shuō)，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(jì)算見(jiàn)下表。

以上就是對(duì)螺母跟轉(zhuǎn)的可能性進(jìn)行分析，從分析及計(jì)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?jìng)?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(méi)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(huì)出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)的可能性，在這種沒(méi)有擰緊的情況下，預(yù)擰鎖緊螺母，必須采用防轉(zhuǎn)裝置才能把鎖緊螺母預(yù)擰緊到位。

  
  

• 在發(fā)生跟轉(zhuǎn)的時(shí)候，測(cè)量靜態(tài)扭矩往往會(huì)減小，必須考慮采用防轉(zhuǎn)裝置后來(lái)測(cè)靜態(tài)扭矩，方為可比性。