聯(lián)接用的三角形螺紋都具有自鎖性，在靜載荷和溫度變化不大時(shí)不會(huì)自動(dòng)松脫，但是在沖擊、振動(dòng)和變載荷的作用下，預(yù)緊力可能在某一瞬間消失，聯(lián)接仍有可能松脫，高溫的螺紋聯(lián)接，由于溫度變形差異等原因，也可能發(fā)生松脫現(xiàn)象，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮防松。螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于防止螺紋副的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的防松方法有：利用附加摩擦力防松、采用專門防松元件防松、沖點(diǎn)法防松、粘合法防松和點(diǎn)焊法防松等，這些防松方法都需要加附加元件和附加措施，成本相應(yīng)增加。

為此，從2003年9月中國(guó)一些煤礦企業(yè)開始使用美國(guó)施必牢公司在中國(guó)獨(dú)資子公司上海底特精密緊固件有限公司生產(chǎn)的施必牢防松螺母，經(jīng)過實(shí)踐運(yùn)用，效果良好，沒有發(fā)現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，并且將螺栓的雙螺母改為單螺母固定節(jié)省了緊固時(shí)間。

1  施必牢螺母防松原理

研究表明：普通標(biāo)準(zhǔn)螺紋在緊固后，螺母的第一個(gè)牙和第二個(gè)牙螺紋面上所承受的應(yīng)力都在其總負(fù)荷的80%以上，其后各牙螺紋面上的壓緊力依次遞減，甚至到零，受力分析見圖1。因此在振動(dòng)載荷、特別是橫向脈動(dòng)載荷沖擊下，螺紋緊固件很容易克服螺紋接觸面上的鎖緊力而產(chǎn)生自松動(dòng)而松脫，這是由于普通標(biāo)準(zhǔn)螺紋自身結(jié)構(gòu)造成的。施必牢防松螺母在其牙根處有一個(gè)30°楔形斜面，螺栓牙尖緊緊地頂在斜面上，從而起到了螺紋緊固件防松效果。

1.1  受力分析

施必牢防松螺母結(jié)構(gòu)如下：

相對(duì)于普通標(biāo)準(zhǔn)螺母而言，施必牢防松螺母在其牙根處有一個(gè)30°楔形斜面，所以，其牙側(cè)角β＝60°而不是普通標(biāo)準(zhǔn)螺母的牙側(cè)角β＝30°，這樣擰緊力矩的計(jì)算為：

上式中的參數(shù)：F_a-軸向力；d₂中徑； Φ-螺紋升角；ρ¹－當(dāng)量摩擦角，；f-摩擦系數(shù)；β－牙側(cè)角；f_c螺母與被聯(lián)接件支承面之間的摩擦系數(shù)；r_f-支承面摩擦半徑，；其中d₀-螺栓孔直徑；d_w-螺母支承面外徑。

圖1  施必牢螺紋

從上式可以看出，其它參數(shù)相同時(shí)，牙側(cè)角越大，當(dāng)量摩擦角也越大， 也越大，即擰緊力矩也越大，施必牢防松螺母的牙側(cè)角比普通標(biāo)準(zhǔn)螺母牙側(cè)角大，所以施必牢防松螺母的擰緊力矩較大，防松效果較好。

同時(shí)，從圖1中的受力分析可以看出，同一軸向載荷作用在施必牢防松螺母上產(chǎn)生的徑向載荷較大，也能說明防松效果較好。

1.2  性能優(yōu)點(diǎn)

（1）優(yōu)越的抗振性能：施必牢螺紋在擰緊時(shí)，螺栓的牙頂螺紋線度緊緊進(jìn)入螺母的30°楔形斜面被卡緊，并且施加于楔形斜面上所產(chǎn)生的法向作用力與螺栓的軸線成60°夾角，而不是30°夾角，因此，施必牢螺母緊固時(shí)產(chǎn)生的法向作用力遠(yuǎn)大于普通標(biāo)準(zhǔn)螺母，具有極大的防松抗振能力。

（2）耐磨損和抗剪切能力強(qiáng)：施必牢螺母螺紋牙底30°斜面能使螺母鎖緊力均勻分布在所有各牙的螺紋上，由于各牙螺紋面上的壓緊力分配均勻，所以施必牢螺母能較好地解決螺紋磨損和剪切變形的問題。

（3）重復(fù)使用性能好：大量使用表明，施必牢螺母經(jīng)過多次反復(fù)緊固和拆卸，其鎖緊力仍不減小，能保持原有鎖緊效果。

2  結(jié)論

施必牢防松螺母具有30°楔形錐面結(jié)構(gòu)是防松的關(guān)鍵，設(shè)計(jì)加工時(shí)必須加以保證。使用施必牢防松螺母具有以下優(yōu)點(diǎn)：改變固定螺栓雙螺母為單螺母方式，節(jié)省了螺栓緊固時(shí)間；取消墊圈，降低了出現(xiàn)墜物的可能性；消除了松動(dòng)，節(jié)約了大量處理螺栓松動(dòng)的時(shí)間。