01
擰緊(jin)不足
擰(ning)緊(jin)不足(zu)或假擰(ning)緊(jin)的(de)螺(luo)栓(shuan)本(ben)來就(jiu)是預緊(jin)力不足(zu)，如果再(zai)出現松動，接頭(tou)便沒有(you)足(zu)夠的(de)夾緊(jin)力將(jiang)各個部分固定在一起。這(zhe)可(ke)能導(dao)致兩個零件(jian)之間橫向滑動，螺(luo)栓(shuan)就(jiu)會受(shou)到(dao)不必要(yao)的(de)剪切應力，最終可(ke)能導(dao)致螺(luo)栓(shuan)斷(duan)裂。
02
振動(dong)
對螺栓連接在振(zhen)動下的試驗表明，許多小的“橫(heng)向(xiang)”運(yun)(yun)動導致連接的兩(liang)個部分相互運(yun)(yun)動，同(tong)時螺栓頭或螺母與被(bei)連接件也會產生運(yun)(yun)動。
這(zhe)些重(zhong)復的運動(dong)(dong)會抵消(xiao)螺栓(shuan)(shuan)和被連接件之間的摩擦(ca)。最終，振動(dong)(dong)將(jiang)導致螺栓(shuan)(shuan)的螺紋上“旋轉松(song)開”，接頭失去夾緊力(li)。
03
嵌入
設計(ji)開(kai)發螺栓張力的工程師(shi)允許有(you)一段磨合期，產生(sheng)一定的預緊力損失(shi)，在此期間，螺栓的緊密度會(hui)出現松弛。
這種(zhong)松(song)弛是由于(yu)螺栓頭和/或螺母、螺紋及(ji)被連接件(jian)結合面(mian)之間嵌(qian)入造(zao)成(cheng)的，并且可以在軟材(cai)料(liao)（如復合材(cai)料(liao)）以及(ji)硬質(zhi)拋光(guang)金屬都(dou)會發生。
如果(guo)接(jie)(jie)頭設計不當(dang)，或(huo)者在開(kai)始(shi)時螺(luo)栓未達到(dao)規定張力(li)，則(ze)接(jie)(jie)頭的(de)嵌(qian)入可能(neng)導致夾緊(jin)力(li)損(sun)失而達不到(dao)所需的(de)最小夾緊(jin)力(li)。
結合面(mian)之間(jian)存在微觀的凹凸(tu)不平，在擰緊(jin)后螺栓預(yu)緊(jin)力(li)作用下(xia)就會產生凸(tu)點(dian)壓(ya)潰，永久塑性變形，從而螺栓的夾緊(jin)長(chang)度會降低，最終(zhong)導致螺栓的預(yu)緊(jin)力(li)下(xia)降。
04
墊片蠕變和熱(re)膨(peng)脹
許多螺栓(shuan)(shuan)接頭在螺栓(shuan)(shuan)頭和接頭表面之間包(bao)括一個薄而軟的(de)墊圈，以密封(feng)接頭，防止氣體或液體泄漏。墊圈本身也起到彈(dan)簧的(de)作用，在螺栓(shuan)(shuan)和接合(he)面的(de)壓力下回彈(dan)。
隨著(zhu)(zhu)時間(jian)的(de)推移，尤其是接近高(gao)溫(wen)或腐蝕性化(hua)學(xue)品時，墊圈可能(neng)會“蠕(ru)變”，這意味著(zhu)(zhu)它(ta)失去彈性，導致夾(jia)緊力的(de)損失。
如果(guo)螺栓(shuan)和接(jie)頭的材料不(bu)同，由于環(huan)境(jing)快速變化或工業(ye)循環(huan)過(guo)程導(dao)致(zhi)的溫度差(cha)異過(guo)大，會導(dao)致(zhi)螺栓(shuan)材料迅(xun)速膨脹或收(shou)縮(suo)，可能(neng)會使(shi)螺栓(shuan)松動。
05
沖擊
沖擊-較(jiao)大沖擊載(zai)荷超(chao)過螺栓預緊(jin)時摩擦力，產生(sheng)滑動。
來自機(ji)械(xie)、發電機(ji)、風力(li)渦輪機(ji)等(deng)的動態或交變載荷可導(dao)致機(ji)械(xie)沖擊(ji)——施加在螺栓或接(jie)頭上的沖擊(ji)力(li)——導(dao)致螺栓發生(sheng)相對滑(hua)動。
就像(xiang)振動(dong)一樣，這種滑動(dong)最終會導致螺栓松動(dong)。甚至(zhi)沖擊往往在設計接(jie)頭連接(jie)時候還未考慮到這么大的載荷。
什么(me)是預(yu)加載?
在工程中具有多種含義的術語。一(yi)個是緊(jin)固(gu)件在最初(chu)擰(ning)緊(jin)時(shi)(shi)產生的張力(載荷)。當螺(luo)栓伸(shen)展時(shi)(shi)，螺(luo)栓和(he)螺(luo)母之間的部件壓縮，從而增加(jia)所謂的夾緊(jin)負荷，直到緊(jin)固(gu)過程結束。
01
法蘭泄漏
02
風機轉(zhuan)子(zi)與機艙分離脫(tuo)落
03
船舶發動機震(zhen)動連(lian)接(jie)螺栓脫(tuo)落
船舶發動機震動連接(jie)螺栓(shuan)脫落，并隨著船舶滾(gun)動，造(zao)成設(she)備的進(jin)一(yi)步損(sun)壞。
在螺(luo)栓連(lian)接(jie)中(zhong)，擰(ning)緊(jin)螺(luo)母實(shi)際上會(hui)使螺(luo)栓伸長(chang)，就像拉動彈簧一樣。這種拉力(li)，或者(zhe)說張力(li)，會(hui)產生相反(fan)的(de)夾緊(jin)力(li)，將被連(lian)接(jie)件的(de)兩部分緊(jin)密的(de)固定在一起(qi)。
如果(guo)螺栓松動，夾緊力就會減弱。
松動的(de)螺(luo)栓(shuan)不僅(jin)僅(jin)是一個令人頭(tou)疼的(de)麻煩。如果接頭(tou)沒有迅速重新擰緊，就(jiu)可能開始泄漏(lou)液體或(huo)氣體，螺(luo)栓(shuan)可能斷裂，設(she)備可能損壞(huai)，或(huo)可能發生災難性事故。
灌滿燃料的運載火箭
螺栓固定的鐵軌
以上分析(xi)可以看出由于(yu)預緊(jin)(jin)力不足或降(jiang)低(di)導致松動的原因就(jiu)達到了3個，因此需要(yao)特(te)別控(kong)制螺栓(shuan)的預緊(jin)(jin)力來控(kong)制松動的風險。
只(zhi)要預(yu)緊力足(zu)(zu)夠滿足(zu)(zu)要求，只(zhi)要不(bu)是太短的夾(jia)緊長度（如lk≥3d），即(ji)使(shi)存在(zai)一(yi)定的振(zhen)動(dong)載荷，螺(luo)栓(shuan)一(yi)般也不(bu)會自松(song)動(dong)。
良好(hao)的螺(luo)栓(shuan)連(lian)(lian)接設計、適(shi)當的夾緊力開(kai)發和適(shi)當的螺(luo)栓(shuan)防松裝置相結(jie)合，可(ke)以可(ke)靠地固定螺(luo)栓(shuan)連(lian)(lian)接，以應對這里提出(chu)的許多松動挑戰。
一個(ge)好的(de)螺(luo)栓(shuan)連接(jie)將被設(she)計成適(shi)當尺寸和類(lei)型的(de)螺(luo)栓(shuan)和螺(luo)母，并指(zhi)定最佳的(de)張力，以達到保持連接(jie)完(wan)整性所需的(de)夾緊力。
在應用中，適當的夾緊(jin)力(li)要(yao)求每(mei)個螺栓中的張(zhang)力(li)（預緊(jin)力(li)）達到正確水(shui)平，并(bing)在整個使(shi)用壽命期間(jian)保持(chi)在該水(shui)平。
因此在(zai)螺栓上保(bao)持適當的張力(li)是(shi)至關重要的，可(ke)以在設(she)計時(shi)候采用超聲波(bo)來測量螺(luo)栓(shuan)的(de)軸力(li)，保證螺(luo)栓(shuan)的(de)預緊力(li)達到設(she)計要求，茲懋(mao)的(de)超聲波(bo)軸(zhou)力測量(liang)儀就是專門(men)用來測量(liang)螺栓的(de)軸(zhou)力，還具有二維(wei)碼功能，可實時(shi)追溯該(gai)螺栓的(de)軸(zhou)力。