內(nèi)螺紋緊固件的選型原則及要點

之前在講客戶需求識別時，講到了緊固件的選型條件，分別是標準、等級、尺寸和鍍層，因此在針對內(nèi)螺紋緊固件的選型時，這四點也應(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。

在實際應(yīng)用中，如果螺母選型錯誤，緊固連接會有三種失效形式：

1. 當螺紋旋合長度足夠，螺栓螺母材料強度足夠時，螺栓會發(fā)生斷裂；

2. 當螺紋旋合長度較短，螺母材料強度較高時，螺紋連接會發(fā)生外螺紋滑牙；

3. 當螺紋旋合長度較短，螺母材料強度較低時，螺紋連接會發(fā)生內(nèi)螺紋滑牙。

由此可以看出錯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：

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

再結(jié)合工程應(yīng)用特點，可以提出螺母的通用選型原則圍繞材質(zhì)、標準、性能等級和規(guī)格以及表面處理這四項進行。

首先要確定螺母的材質(zhì)，內(nèi)螺紋緊固件常見的材質(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：碳鋼螺母不能長時間處于潮濕、酸性、堿性、高溫以及腐蝕環(huán)境下，但不銹鋼螺母對這些環(huán)境卻適應(yīng)良好，所以在選型時可以先根據(jù)螺母的使用環(huán)境來決定其材質(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)境下長期使用，所以需要對其進行表面處理來提升防腐性能，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熱處理來改變材料的硬度。

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行業(yè)。

螺母選型除了需要確定材質(zhì)，其次就是螺母的標準，在確定螺母的標準之前，我們先要確定標準是國家標準還是國外標準又或者是行業(yè)標準，通常我們更多會使用國標，所以以下也用國標作為說明：

碳鋼螺母的標準與等級關(guān)系如表1所示，不銹鋼螺母的標準與等級如表2所示。

螺母選型時還需要注意的是螺母的性能等級和規(guī)格。

對于碳鋼螺母，碳鋼的標準是為GB/T 3098.2（ISO 898-2），其常用強度等級與螺栓等級之間關(guān)系如表1所示；

不銹鋼的標準為GB/T 3098.15（ISO 3506.2），常用強度等級與螺栓等級之間關(guān)系如表2所示；

有色金屬的標準為GB/T 3098.10，常用強度等級和螺栓等級之間關(guān)系如表3、4所示，其中表3是指國家標準中涉及有色金屬螺母標準與性能等級關(guān)系，通過表3結(jié)合實際使用的受力要求，可以確定其具體性能等級和規(guī)格，等級和規(guī)格確定后可以繼續(xù)確定其具體材質(zhì)牌號，相應(yīng)性能等級與材質(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)計指南，結(jié)合工作部位的受力要求，選用合適的等級和規(guī)格并確認材質(zhì)牌號。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)標準，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。

在計算螺母性能載荷后，我們還要注意在擰緊過程中，螺栓的斷裂載荷會降低15%~20%。

最后就是表面處理，碳鋼由于自身沒有防腐能力，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單多了，常用的就是表面拋光處理后鈍化即可增強防腐性能（GB/T 5267.4）。

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