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計問題或零部件的質量問題，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，螺栓預緊力產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，螺栓產生了往復的滑動，使螺栓產生旋轉松動，此時，比較明顯的出現(xiàn)螺栓的劃線發(fā)生了位移。

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

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℃。支架材料為普通結構鋼板厚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，假設螺栓選型是滿足要求，擰緊后預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標準進行詳細的計算校核，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0.12-0.18進行計算，該螺栓的擰緊扭矩最大可以達到52.47Nm，故按照當前設計擰緊扭矩50Nm是勉強可以滿足要求，但是考慮擰緊工具的精度，設計擰緊扭矩應該更小一些。

計算結果表明按照當前的鋁合金材料，按照當前擰緊工藝，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。軟件計算結果，也表明擰緊工藝條件下，螺紋的嚙合長度安全系數僅為0.82，故螺紋嚙合安全系數不能滿足要求。

計算結果表明按照當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，設置擰緊扭矩為39Nm±4Nm，可以滿足螺紋嚙合長度的安全系數要求。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，故需要分析螺栓預緊力的問題，需要確認是否發(fā)生了劃線移位的旋轉松動？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標準方法驗證

根據VDI 2230標準螺紋嚙合示意圖，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計原則）。由于標準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，也就是說按照標準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標準計算結果）時候螺紋的最小嚙合長度要達到18mm，此時，該案例螺栓的嚙合長度只有15mm，即在90%螺栓利用率的基礎上要降低扭矩才能滿足要求。

根據計算螺栓的90%利用率（摩擦系數為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）。與軟件計算結果基本一致，所以，在沒有螺栓計算軟件情況下，也沒有嚴格按照VDI 2230標準進行詳細計算情況下，可以大致根據VDI 2230標準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前設計的螺紋嚙合長度。