內(nèi)螺紋緊固件的選型原則及要點(diǎn)

之前在講客戶需求識(shí)別時(shí)，講到了緊固件的選型條件，分別是標(biāo)準(zhǔn)、等級(jí)、尺寸和鍍層，因此在針對(duì)內(nèi)螺紋緊固件的選型時(shí)，這四點(diǎn)也應(yīng)該是我們首要考慮的一些方面。

內(nèi)螺紋緊固件一般也可看做是螺母或螺帽，是最常用的緊固件之一，所以選型正確的重要性不可小覷。

在實(shí)際應(yīng)用中，如果螺母選型錯(cuò)誤，緊固連接會(huì)有三種失效形式：

1. 當(dāng)螺紋旋合長(zhǎng)度足夠，螺栓螺母材料強(qiáng)度足夠時(shí)，螺栓會(huì)發(fā)生斷裂；

2. 當(dāng)螺紋旋合長(zhǎng)度較短，螺母材料強(qiáng)度較高時(shí)，螺紋連接會(huì)發(fā)生外螺紋滑牙；

3. 當(dāng)螺紋旋合長(zhǎng)度較短，螺母材料強(qiáng)度較低時(shí)，螺紋連接會(huì)發(fā)生內(nèi)螺紋滑牙。

由此可以看出錯(cuò)誤的螺母選型將加快緊固連接的失效速度，減少螺母和螺栓的使用壽命。

由于螺栓和螺母在安裝擰緊后的扭-拉復(fù)合作用下，其極限夾緊力的公式如下：

因此可以看出對(duì)于螺母的選型，主要考慮因素是：性能等級(jí)、硬度、高度、螺紋、公差、對(duì)邊寬度、倒角高度、螺距等。

再結(jié)合工程應(yīng)用特點(diǎn)，可以提出螺母的通用選型原則圍繞材質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)、性能等級(jí)和規(guī)格以及表面處理這四項(xiàng)進(jìn)行。

首先要確定螺母的材質(zhì)，內(nèi)螺紋緊固件常見(jiàn)的材質(zhì)通常為碳鋼、不銹鋼以及一些有色金屬，不同材質(zhì)的螺母所能適應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境不同，例如：碳鋼螺母不能長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕、酸性、堿性、高溫以及腐蝕環(huán)境下，但不銹鋼螺母對(duì)這些環(huán)境卻適應(yīng)良好，所以在選型時(shí)可以先根據(jù)螺母的使用環(huán)境來(lái)決定其材質(zhì)，縮小選型的范圍。

碳鋼螺母不能再酸堿鹽腐蝕等極端環(huán)境下長(zhǎng)期使用，所以需要對(duì)其進(jìn)行表面處理來(lái)提升防腐性能，常用使用溫度在-50℃~150℃之間，根據(jù)含碳量，常用碳鋼螺母可以分為低碳鋼、中碳鋼和合金鋼三種，其中中碳鋼和合金鋼都可通過(guò)熱處理來(lái)改變材料的硬度。

不銹鋼螺母可以在蒸氣、酸堿鹽溶液以及其他極端惡劣的使用環(huán)境下正常使用，常用于薄型六角螺母和1型六角螺母的材質(zhì)。

常見(jiàn)有色金屬螺母可分為銅類和鋁類這兩種，銅類由于導(dǎo)電性良好，通常用于電工和電子行業(yè)；鋁類由于材質(zhì)輕，常用于航空航天以及汽車(chē)行業(yè)。

螺母選型除了需要確定材質(zhì)，其次就是螺母的標(biāo)準(zhǔn)，在確定螺母的標(biāo)準(zhǔn)之前，我們先要確定標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還是國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)又或者是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通常我們更多會(huì)使用國(guó)標(biāo)，所以以下也用國(guó)標(biāo)作為說(shuō)明：

碳鋼螺母的標(biāo)準(zhǔn)與等級(jí)關(guān)系如表1所示，不銹鋼螺母的標(biāo)準(zhǔn)與等級(jí)如表2所示。

螺母選型時(shí)還需要注意的是螺母的性能等級(jí)和規(guī)格。

對(duì)于碳鋼螺母，碳鋼的標(biāo)準(zhǔn)是為GB/T 3098.2（ISO 898-2），其常用強(qiáng)度等級(jí)與螺栓等級(jí)之間關(guān)系如表1所示；

不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3098.15（ISO 3506.2），常用強(qiáng)度等級(jí)與螺栓等級(jí)之間關(guān)系如表2所示；

有色金屬的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3098.10，常用強(qiáng)度等級(jí)和螺栓等級(jí)之間關(guān)系如表3、4所示，其中表3是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中涉及有色金屬螺母標(biāo)準(zhǔn)與性能等級(jí)關(guān)系，通過(guò)表3結(jié)合實(shí)際使用的受力要求，可以確定其具體性能等級(jí)和規(guī)格，等級(jí)和規(guī)格確定后可以繼續(xù)確定其具體材質(zhì)牌號(hào)，相應(yīng)性能等級(jí)與材質(zhì)之間的關(guān)系就是表4；

還有其他材質(zhì)的螺母可以根據(jù)螺母設(shè)計(jì)指南，結(jié)合工作部位的受力要求，選用合適的等級(jí)和規(guī)格并確認(rèn)材質(zhì)牌號(hào)。如在高溫和低溫條件下使用的緊固件、鎳合金鋼類緊固件，根據(jù)材質(zhì)的種類其保證應(yīng)力參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，碳鋼和合金鋼類參照GB/T 3098.2，不銹鋼類參照GB/T 3098.15，有色金屬類參照GB/T 3098.10等。

在計(jì)算螺母性能載荷后，我們還要注意在擰緊過(guò)程中，螺栓的斷裂載荷會(huì)降低15%~20%。

最后就是表面處理，碳鋼由于自身沒(méi)有防腐能力，全靠表面處理提升防腐性能，所以它們的表面處理種類非常豐富，相關(guān)內(nèi)容如表6所示；而不銹鋼相比之下就簡(jiǎn)單多了，常用的就是表面拋光處理后鈍化即可增強(qiáng)防腐性能（GB/T 5267.4）。

以上這些就是關(guān)于螺母標(biāo)準(zhǔn)件的選型原則，但對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)件也同樣適用，先選擇材質(zhì)，再根據(jù)性能確定標(biāo)準(zhǔn)等，最后決定表面處理。