在沒有外載荷作用下螺栓出現(xiàn)松動，主要考慮在螺栓連接裝配后出現(xiàn)的松動，這個時候往往是因為設(shè)計問題或零部件的質(zhì)量問題，出現(xiàn)的松動，此時，如果檢測靜態(tài)扭矩MNA1，螺栓連接的扭矩往往會出現(xiàn)很大的衰減，也就是所謂的非旋轉(zhuǎn)松動。

如果收到外載荷以后，螺栓出現(xiàn)了松動，此時，很大的可能性是螺栓受到外載荷以后，螺栓預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦力不足夠克服外部的橫向載荷，在橫向外載荷作用下，螺栓產(chǎn)生了往復(fù)的滑動，使螺栓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)松動，此時，比較明顯的出現(xiàn)螺栓的劃線發(fā)生了位移。

當(dāng)然也有一些情況下，螺栓與螺栓孔之間的間隙比較小，即使產(chǎn)生了滑動，還不足以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)松動，這時候就有可能產(chǎn)生零部件結(jié)合面之間磨損造成夾緊長度減少，此時也是仍然是非旋轉(zhuǎn)松動。

將一個發(fā)電機零部件固定到安裝支架上的M10 -8.8級粗牙螺栓，擰緊扭矩為50Nm, 裝配溫度20℃；工作溫度88℃。支架材料為普通結(jié)構(gòu)鋼板厚10mm;發(fā)電機箱體材料為某一種鋁合金材料ALSI7MG。車輛運行過一段時間后，螺栓松動。

材料：

殼體鋁合金材料的， 抗拉強度按照160MPa，

屈服強度89MPa計算考慮，

材料的剪切強度按照83MPa，

螺紋孔孔深25mm；

但是因選用的螺栓長度，

螺栓實際嚙合長度僅僅為15mm。

現(xiàn)在分析：螺紋在安裝裝配條件下及工作溫度下螺紋孔螺紋強度是否足夠？是否會發(fā)生塑性變形？無論外載荷大小如何，假設(shè)螺栓選型是滿足要求，擰緊后預(yù)緊力無論大小也都能滿足外載荷要求的情況下，只保證螺紋孔螺紋不發(fā)生塑性變形，擰緊后螺紋嚙合長度滿足要求，那么，推薦多少扭矩合適？

分析思路：

具體分析，可以按照VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的計算校核，本次為了分析方便，采用計算軟件SD PRO計算分析。

按照摩擦系數(shù)0.12-0.18進(jìn)行計算，該螺栓的擰緊扭矩最大可以達(dá)到52.47Nm，故按照當(dāng)前設(shè)計擰緊扭矩50Nm是勉強可以滿足要求，但是考慮擰緊工具的精度，設(shè)計擰緊扭矩應(yīng)該更小一些。

計算結(jié)果表明按照當(dāng)前的鋁合金材料，按照當(dāng)前擰緊工藝，螺紋孔的強度不能滿足要求，通常鋁合金材料的螺紋嚙合長度要保證達(dá)到2d以上，此時僅僅為15mm，僅有1.5d的螺紋嚙合長度，螺紋強度不能滿足要求。軟件計算結(jié)果，也表明擰緊工藝條件下，螺紋的嚙合長度安全系數(shù)僅為0.82，故螺紋嚙合安全系數(shù)不能滿足要求。

計算結(jié)果表明按照當(dāng)前螺紋嚙合長度要求擰緊扭矩的最大值不能超過43Nm，按照±10%的扭矩散差，設(shè)置擰緊扭矩為39Nm±4Nm，可以滿足螺紋嚙合長度的安全系數(shù)要求。由于實際鑄造螺紋孔受到砂眼，鑄造缺陷等影響螺紋孔處的材料強度，故螺紋嚙合強度可以通過類似螺母螺紋保證載荷的測試方法進(jìn)行測試驗證，確保螺紋強度的安全。如下圖：

▲  螺紋嚙合強度軸向拉力試驗驗證方法示意圖

螺紋嚙合強度，試驗方法如下：

由于描述中螺栓連接是擰緊后發(fā)生的松動，故需要分析螺栓預(yù)緊力的問題，需要確認(rèn)是否發(fā)生了劃線移位的旋轉(zhuǎn)松動？此處螺栓連接的夾緊長度比較短，建議考慮：螺紋涂膠方式來提高螺紋的防松性能。

按照VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)方法驗證

根據(jù)VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)螺紋嚙合示意圖，按照83MPa剪切強度（示意圖中剪切強度最小為100MPa），大致可以確定出螺紋的最小嚙合長度為3d（螺栓拉斷螺紋也不能滑牙的設(shè)計原則）。由于標(biāo)準(zhǔn)中螺栓的最大抗拉強度是最小抗拉強度的1.2倍，螺紋屈服強度是抗拉強度的0.8倍，90%螺栓利用率時候的最小嚙合長度計算為：3.0*10/1.2*0.8*0.9=18mm，也就是說按照標(biāo)準(zhǔn)計算在螺栓擰緊到螺栓利用率的90%屈服時候，即擰緊到正常擰緊扭矩（VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)計算結(jié)果）時候螺紋的最小嚙合長度要達(dá)到18mm，此時，該案例螺栓的嚙合長度只有15mm，即在90%螺栓利用率的基礎(chǔ)上要降低扭矩才能滿足要求。

根據(jù)計算螺栓的90%利用率（摩擦系數(shù)為0.12最小時候）擰緊扭矩為48Nm，也就是說此時螺紋嚙合長度要18mm才能達(dá)到螺紋強度要求，15mm的螺紋嚙合長度的擰緊扭矩最大為40Nm（=48*15/18）。與軟件計算結(jié)果基本一致，所以，在沒有螺栓計算軟件情況下，也沒有嚴(yán)格按照VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)計算情況下，可以大致根據(jù)VDI 2230標(biāo)準(zhǔn)中的螺紋嚙合長度示意圖，來分析多少擰緊扭矩條件能夠滿足當(dāng)前設(shè)計的螺紋嚙合長度。