螺栓擰緊時，螺母為什么會跟轉(zhuǎn)？

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。

為什么會出現(xiàn)這種問題呢？

有什么辦法可以解決這種跟轉(zhuǎn)的問題？

接下來，我們就對其進行詳細的分析。

由于螺栓裝配時候，無法直接測量螺栓的預(yù)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(yù)緊力。

螺栓擰緊時候的擰緊扭矩，由兩部分產(chǎn)生：

• 一、螺紋副扭矩（實際上此時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，

這就是大家常說的：5-4-1 原則。

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(yù)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(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(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(dāng)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(yù)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(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(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(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(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(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。