鎖緊螺母可以重復(fù)使用幾次？

這是否意味著，一個(gè)螺母經(jīng)過5次或15次裝拆以后，便無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鎖緊力矩要求，就應(yīng)該報(bào)廢了？

1、重復(fù)使用，對緊固件防松性能的影響研究

選用兩種典型鎖緊螺母：全金屬自鎖螺母和尼龍自鎖螺母，各10顆/組，兩種螺母均（M12x1.25）8級，選擇相配（M12x1.25）8.8級標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺栓，共20顆/組，各3組。

模擬緊固件重復(fù)使用、裝卸工況，在橫向振動機(jī)上，進(jìn)行擰緊-振動-擰出-再擰緊試驗(yàn)，試驗(yàn)頻率為12.5Hz，振幅（±1.5）mm，每次擰緊時(shí)初始預(yù)緊力，均為螺栓保證載荷的75%，即40KN，橫向振動其他要求，按照GB/T10431-2008《緊固件橫向振動試驗(yàn)方法》執(zhí)行，記錄每次擰緊后經(jīng)過1500次振動時(shí)，緊固件的剩余預(yù)緊力占初始預(yù)緊力的比例，如圖1所示。

圖 1 重復(fù)使用對緊固件防松性能的影響

綜合觀察圖1：

• 全金屬自鎖螺母的擰緊-振動試驗(yàn)進(jìn)行到（6~8）次時(shí)，初始預(yù)緊力下降超過20%，判定其防松性能已不再可靠的，故推薦重復(fù)使用全金屬自鎖螺母不要超過5次；

• 而尼龍自鎖螺母進(jìn)行50次擰緊-振動試驗(yàn)后，殘余預(yù)緊力仍保持的不錯。

• 對比前10次擰緊-振動試驗(yàn)階段，全金屬自鎖螺母的殘余預(yù)緊力明顯小于尼龍自鎖螺母。

產(chǎn)生這種差異的原因是：螺母反復(fù)擰入擰出、振動過程中，有效力矩部分的材料出現(xiàn)應(yīng)變，導(dǎo)致彈性變形力減小，螺紋聯(lián)接更易發(fā)生松動。

試驗(yàn)前期，有效力矩變化，對鎖緊螺母旋轉(zhuǎn)松動貢獻(xiàn)更大，而全金屬自鎖螺母的等效有效力矩值及散差明顯大于尼龍自鎖螺母，受有效力矩部分影響很大，所以：全金屬自鎖螺母允許重復(fù)使用的次數(shù)小于尼龍自鎖螺母，防松能力也不如后者。

通過圖1（a）還可以看出：超過10次反復(fù)擰緊后，隨著擰緊次數(shù)的增大，尼龍自鎖螺母的殘余預(yù)緊力有變大的趨勢。

原因是：鎖緊螺母進(jìn)行10次反復(fù)擰緊、振動試驗(yàn)后，其有效力矩值較之前變的很小，此時(shí)，摩擦系數(shù)對防松性能的影響更加明顯。

隨著重復(fù)擰緊、振動的進(jìn)行，摩擦系數(shù)變大，防松性能更好。

2、重復(fù)使用對緊固件擰緊扭矩的影響

重復(fù)裝卸鎖緊螺母，對其等效有效力矩Tpe和扭矩系數(shù)K都存在影響。

再次選取同一批次的兩種螺紋緊固件各3組，試驗(yàn)按照GB/T16823.3-2010《緊固件扭矩-夾緊力試驗(yàn)》要求進(jìn)行，設(shè)定試驗(yàn)夾緊力為40kN，擰緊速度20r/min，記錄每次擰緊到同樣夾緊力時(shí)，鎖緊螺母實(shí)際扭矩。

重復(fù)使用對緊固件擰緊扭矩的影響，如圖2所示：

• 鎖緊螺母重復(fù)擰入擰出前期，擰緊扭矩主要受有效力矩減小的影響，有一定下降趨勢，而夾緊力變大是有利于防松的，因此使用初始扭矩反復(fù)擰緊全金屬自鎖螺母在5次以內(nèi)是完全可行的；

• 而對于尼龍自鎖螺母，重復(fù)使用超出20次后就要考慮增大擰緊扭矩，否則可能導(dǎo)致夾緊力不足；

• 超過40次以后，發(fā)現(xiàn)3組樣件所需擰緊扭矩值偏差極大，已超過擰緊扭矩值的20%，說明部分尼龍嵌件內(nèi)部出現(xiàn)了失效，此時(shí)很難通過扭矩值T較準(zhǔn)確的控制夾緊力F的大小，故推薦重復(fù)使用尼龍自鎖螺母不要超過40次。

圖 2 重復(fù)使用對緊固件擰緊扭矩的影響

3、重復(fù)使用特性總結(jié)

全金屬自鎖螺母的等效有效力矩及散差，大于尼龍自鎖螺母，前者受有效力矩減小的影響很大，建議重復(fù)使用次數(shù)在5次以內(nèi)。

尼龍自鎖螺母反復(fù)使用40次，仍有較好的防松性能，但重復(fù)使用20次后，需要加大擰緊扭矩，實(shí)際擰緊扭矩值通過反復(fù)擰入擰出試驗(yàn)確定；

若超過40次繼續(xù)使用，內(nèi)部尼龍嵌件可能發(fā)生破壞，扭矩已不能準(zhǔn)確控制夾緊力，不推薦繼續(xù)使用。

• 建議重復(fù)使用全金屬自鎖螺母不要超過5次；而尼龍自鎖螺母可以重復(fù)使用40次，但超過20次后需要根據(jù)試驗(yàn)適當(dāng)增大擰緊扭矩值，超過40次后則不要繼續(xù)使用；

• 針對重要連接部位，建議一次性使用，不可重復(fù)使用；

• 每種樣式的螺母都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。全金屬鎖緊螺母可以在比尼龍嵌件螺母更高的溫度下使用，但是不同批次的尼龍嵌件螺母往往有更一致的夾緊力。