唐氏螺纹：从螺纹结构解决螺纹松动问题一、螺纹防松现状螺纹的发明可以追溯到阿基米德螺线，有几千年的历史，人类发明创造螺纹紧固件已经上千年了。而大规模地使用是从第一次工业革命开始的，也有几百年了。随着螺纹紧固件更广泛地使用，螺纹松动问题越加突显，这个问题一直没有得到根本解决。人们只能靠提高螺纹的强度和频繁的维护来维持设备的运行。螺纹在交变载荷的条件下容易松动，其松退的原因是克服了螺纹副之间的摩擦力，那么采用增加摩擦力的方法便成了人们的首选，这就是摩擦防松方式；当然，也可以设置止动机构来阻止螺栓的松动，这就是机械防松方式；人们还考虑将螺纹副直接铆死或焊死的方法来阻止螺栓松动，这就是铆冲防松方式。归根结底，人们总希望有“堵”方式来解决螺栓的防松问题。沿着“堵”的思路和轨迹，人们想出成千上万种方法来解决螺纹松动问题。据不完全统计，国家知识产权局每年要受理上百件有关螺栓螺母防松方面的专利申请。这些螺纹防松方法，虽然结构各异，但是本质相同，造成市场上螺栓防松产品鱼目混珠，防松性能无法分辨的局面。从另一个角度看，成千上万种防松方法的出现恰恰证明螺纹防松没有根本解决。二、螺纹防松机理的谬误要解决螺纹的松动问题，必须搞清楚螺纹松动的机理。螺纹松动的机理是从螺母的松退力矩推导出来的。螺纹连接开始松动时，需克服螺纹副接触面上的摩擦力矩和螺母与支撑面之面的摩擦力矩。螺母的松退力矩为：T 師（pW 巒（歸］*其中：T 为螺母松退力矩；Q 为作用于螺栓或螺钉上的轴向力；d2为螺纹的中径；D 为螺母支承面的外径；d［为螺栓孔径；屮为螺纹螺旋线的升角；2 直为螺纹纹顶角或称为断面角；P 为螺纹接触面之间的摩擦系数；比为螺母支承面与承压面间的摩擦系数；P'为摩擦角，tanp'=p/cos0。从螺母松退力矩的公式可以看出，螺纹副是符合自锁条件的，即 T大于零。但是，在冲击和交变载荷的作用下，螺纹的确发生了松动。仍然从上述公式来推断，只有两种情况下螺纹会发生松动。第一种情况，Q=0,即轴向力为零，此时螺纹副及螺母支撑面上的摩擦力消失，松退力矩 T 为零。第二情况,QHO,p'＜屮，即螺纹副之间在摩擦系数减小，导致tan（p'-屮）为负值。此时，克服螺纹副接触面上的摩擦所需的力矩为负值，退松力矩可能为负值或零。于是，人们一般这样描述螺纹松动的机理：“由于在静载荷下，螺纹副满足自锁条件，连接都能保证不会松动。”“但在变载、振动和冲击作用下，螺纹副的摩...
