相信各位螺友都知道：緊固件是指將兩個(gè)或兩個(gè)以上零件或構(gòu)件連接成為整體時(shí)所采用的一類機(jī)械零件的總稱, 特點(diǎn)是品種規(guī)格繁多，性能用途各異，而且標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的程度也極高。通常把已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一類緊固件稱為標(biāo)準(zhǔn)緊固件，簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)件。

緊固件通常包括以下7類零件：

1、螺栓：由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，需與螺母配合，用于緊固連接兩個(gè)帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，有可以使這兩個(gè)零件分開(kāi)，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。

2、螺柱：沒(méi)有頭部的，僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時(shí)，它的一端必須旋入帶有內(nèi)螺紋孔的零件中，另一端穿過(guò)帶有通孔的零件中，然后旋上螺母，即使這兩個(gè)零件緊固連接成一件整體。這種連接形式稱為螺柱連接，也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結(jié)構(gòu)緊湊，或因拆卸頻繁，不宜采用螺栓連接的場(chǎng)合。

3、螺釘：也是由頭部和螺桿兩部分構(gòu)成的一類緊固件，按用途可以分為三類：機(jī)器螺釘、緊定螺釘和特殊用途螺釘。機(jī)器螺釘主要用于一個(gè)緊定螺紋孔的零件，與一個(gè)帶有通孔的零件之間的緊固連接，不需要螺母配合（這種連接形式稱為螺釘連接，也屬于可拆卸連接；也可以與螺母配合，用于兩個(gè)帶有通孔的零件之間的緊固連接。）緊定螺釘主要用于固定兩個(gè)零件之間的相對(duì)位置。特殊用途螺釘例如有吊環(huán)螺釘?shù)裙┑跹b零件用。

4、螺母：帶有內(nèi)螺紋孔，形狀一般呈顯為扁六角柱形，也有呈扁方柱形或扁圓柱形，配合螺栓、螺柱或機(jī)器螺釘，用于緊固連接兩個(gè)零件，使之成為一件整體。

5.自攻螺釘：與機(jī)器螺釘相似，但螺桿上的螺紋為專用的自攻螺釘用螺紋。用于緊固連接兩個(gè)薄的金屬構(gòu)件，使之成為一件整體 ，構(gòu)件上需要事先制出小孔，由于這種螺釘具有較高的硬度，可以直接旋入構(gòu)件的孔中，使構(gòu)件中形成響應(yīng)的內(nèi)螺紋。

6.木螺釘：也是與機(jī)器螺釘相似，但螺桿上的螺紋為專用的木螺釘用螺紋，可以直接旋入木質(zhì)構(gòu)件（或零件）中，用于把一個(gè)帶通孔的金屬（或非金屬）零件與一個(gè)木質(zhì)構(gòu)件緊固連接在一起。這種連接也是屬于可以拆卸連接。

7.墊圈：形狀呈扁圓環(huán)形的一類緊固件。置于螺栓、螺釘或螺母的支撐面與連接零件表面之間，起著增大被連接零件接觸表面面積，降低單位面積壓力和保護(hù)被連接零件表面不被損壞的作用；另一類彈性墊圈，還能起著阻止螺母回松的作用。

常見(jiàn)的表面處理方式

一、螺栓螺母如何擰緊

使用螺栓螺母配合的螺紋連接是緊固件應(yīng)用中最常見(jiàn)的，為了保證連接的強(qiáng)度，一般都會(huì)采用自鎖螺母，或是使用額外的機(jī)械鎖緊來(lái)防止發(fā)生松脫。螺紋緊固件的安裝也十分簡(jiǎn)單，只要保證有足夠扭力來(lái)實(shí)現(xiàn)接口處的預(yù)緊力即可，但是仍然會(huì)有很多人不確定是應(yīng)該通過(guò)螺母或是螺栓頭來(lái)擰緊。

①、擰緊時(shí)是應(yīng)該對(duì)螺栓頭還是螺母施加扭矩呢？

②、對(duì)螺栓頭或螺母施加扭矩，二者是否是相同的結(jié)果？

在某些應(yīng)用中您可以對(duì)螺栓頭或螺母施加扭矩并保持緊密連接；而在下面這些應(yīng)用條件下，恐怕只能對(duì)其中的一個(gè)部件施加扭矩：

1、干涉配合：在干涉配合的孔中，應(yīng)該對(duì)螺母施加扭矩進(jìn)行安裝。

2、螺栓頭與螺母有不同的形狀和直徑

當(dāng)螺栓頭與螺母的形狀不同（比如六角頭螺栓配方形螺母）或直徑明顯不同時(shí)，最好在承載面較小的一側(cè)施加扭矩。例如，如果螺栓頭小于螺母，則應(yīng)該對(duì)螺栓頭施加扭矩?？梢院?jiǎn)單理解為小處發(fā)力，大處承力。

3、不同的材料

當(dāng)需要將兩種不同材料夾緊在一起時(shí)，最好在摩擦系數(shù)較低的材料上施加緊固力，也就是說(shuō)在可能產(chǎn)生最小摩擦力的一側(cè)施加扭矩?cái)Q緊。

4、長(zhǎng)螺栓應(yīng)用

當(dāng)扭矩施加在很長(zhǎng)的螺栓的頭部時(shí)，非常容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)卷繞的問(wèn)題，因此在這種情況下，對(duì)螺母施加扭矩將有助于避免該問(wèn)題的發(fā)生。有這樣一種應(yīng)用，螺母是帶法蘭的螺母，而螺栓頭卻沒(méi)有，也就是說(shuō)螺母一側(cè)的摩擦半徑比螺栓頭一側(cè)要大。

如果緊固扭矩是在要擰緊螺母的情況下確定的，那么如果使用該扭矩對(duì)螺栓頭進(jìn)行擰緊的話，則可能會(huì)發(fā)生過(guò)載問(wèn)題。通常，將近一半的扭矩需要用于克服緊固表面下的摩擦力，因此較小的摩擦半徑將導(dǎo)致更多的扭矩進(jìn)入螺紋連接處并因此而發(fā)生過(guò)度緊固問(wèn)題。反之亦然，假定扭矩是根據(jù)螺栓頭擰緊而確定的話，如果擰緊螺母的話，也就是說(shuō)將扭矩施加在了摩擦半徑更大的一側(cè)，這會(huì)導(dǎo)致輸入螺紋連接處的預(yù)緊力不足，而可能會(huì)引起松脫的問(wèn)題。

二、為什么使用墊圈？

墊圈是非常常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)件，我們經(jīng)常會(huì)在螺栓與螺母這類螺紋連接的緊固過(guò)程中發(fā)現(xiàn)墊圈的身影。甚至可以這么說(shuō)，墊圈總是與螺栓或螺絲這類螺紋緊固件配合使用。

為什么要使用墊圈呢？

①、如果基體材料非常軟，那么在螺栓或螺絲擰入的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致基體母板材料的表面受到損傷。通過(guò)使用墊圈，可以將這個(gè)擠壓力分布在更大的區(qū)域里，避免對(duì)母板表面的傷害。

②、如果基體材料非常軟，而且安裝緊固件的孔周邊已經(jīng)發(fā)生損壞，那么在緊固件擰入的過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生拉穿失效的問(wèn)題，這是因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，施加在擰緊過(guò)程中的力足以將緊固件拉過(guò)材料母板，而墊圈的存在則有助于產(chǎn)生較小的聚集壓力。

③當(dāng)螺栓或螺絲擰入的母板表面不夠光滑、平整時(shí)，緊固件的頭部很有可能被卡住，通過(guò)使用墊圈，可以保證螺栓或螺絲的表面滑動(dòng)而使安裝變得更加簡(jiǎn)單。

④、一些墊圈采用了特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其具有防止螺母發(fā)生松脫的功能。我們俗稱這類墊圈為鎖緊墊圈，在結(jié)構(gòu)形式上有很多種，開(kāi)口型、星型以及波浪型等等。這類鎖緊墊圈需要與螺母配合一起使用。

由此可見(jiàn)，除了特殊設(shè)計(jì)的鎖緊墊圈以外，其余墊圈多是為了將載荷分布在螺栓頭和螺母面下，也就是說(shuō)，墊圈對(duì)于連接結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，只是起到了分散載荷的作用。

三、為什么在圖紙或規(guī)范里，往往很容易找到抗拉強(qiáng)度的性能指標(biāo)，而沒(méi)有剪切強(qiáng)度的相關(guān)參數(shù)呢？

抗拉強(qiáng)度是緊固件在其斷裂之前或其斷裂時(shí)所能支撐的最大張力。對(duì)于英制緊固件來(lái)說(shuō)，抗拉強(qiáng)度的單位是磅/平方英寸(psi)，對(duì)于公制緊固件來(lái)說(shuō)，其單位是兆帕(MPa)。剪切強(qiáng)度是緊固件在其失效之前可以支撐的垂直于緊固件軸線的最大載荷，常分為單剪和雙剪。單剪切是在一個(gè)橫向平面中發(fā)生的載荷，其傾向于將緊固件切割成兩件，而雙剪在失效后會(huì)被切割成三個(gè)部件。作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)分享，緊固件的剪切強(qiáng)度可以假定為其規(guī)范中最小抗拉強(qiáng)度的60%。比如其最小抗拉強(qiáng)度是120,000psi，那么其剪切強(qiáng)度可以安全地假設(shè)為70,000psi。

拓展知識(shí)：

1）螺栓剪切接頭可以設(shè)計(jì)為摩擦夾緊或直接剪切兩種。如果選擇直接剪切接頭類型，則螺栓的柄桿處直接承受剪切力。當(dāng)使用摩擦夾緊時(shí)，必須要確保螺栓產(chǎn)生的摩擦力足以防止接頭的板之間產(chǎn)生滑動(dòng)，因此如果負(fù)載是動(dòng)態(tài)的話，那么選擇摩擦夾緊是優(yōu)選，因?yàn)樗梢苑乐鼓p。

2）在大多數(shù)情況下，緊固件的材料強(qiáng)度是可以通過(guò)技術(shù)手冊(cè)查到的，這對(duì)分析特定應(yīng)用中材料的強(qiáng)度等級(jí)十分有幫助。比如計(jì)算給定直徑尺寸的緊固件實(shí)際強(qiáng)度值，首先通過(guò)ASTM等級(jí)的最小抗拉強(qiáng)度乘以直徑的應(yīng)力區(qū)域，即可算得該尺寸和材料等級(jí)下螺栓的極限抗拉強(qiáng)度。

四、螺套的應(yīng)用

螺套在結(jié)構(gòu)組裝中非常常見(jiàn)，在鍛件、鑄件和機(jī)加工件上應(yīng)用較多，尤其當(dāng)螺紋孔不能提供足夠的螺紋剪切區(qū)域，也不能使用自鎖裝置時(shí)，內(nèi)置螺套是一個(gè)十分有效的解決方案。而且對(duì)于有些大型鍛件或鑄件來(lái)說(shuō)，直接在基體部件上攻絲，一旦螺紋損壞可能會(huì)危及整個(gè)零部件。

螺旋線圈螺套是最簡(jiǎn)單的一種螺套產(chǎn)品，它是由高品質(zhì)的不銹鋼絲軋制而成，卷繞成彈簧螺紋形狀。通常情況下，螺套的直徑設(shè)計(jì)會(huì)比螺紋孔更大一些，因此在安裝過(guò)程中就存在被壓縮的過(guò)程，這樣做的目的首先是為了讓螺套本身獲得與螺紋孔最大的接觸面積；其次被壓縮后，螺套向外的張力就是為螺套提供鎖緊功能的摩擦力，將螺套永久地固定在螺紋孔里。

除了機(jī)械強(qiáng)度這些硬性指標(biāo)以外，這類產(chǎn)品還有很多優(yōu)點(diǎn)：

螺紋壽命即使在重復(fù)安裝和拆卸后，仍然有顯著的增加。螺套的硬度和光滑的表面處理消除了由于螺紋摩擦而容易引起的磨損。

在安裝過(guò)程中，螺旋線螺套并不是通過(guò)鉚接或插入式鎖緊的方式進(jìn)行固定的，因此沒(méi)有任何內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)入到母體材料中。

螺旋線圈螺套可以安裝在塑料條上并纏繞在卷軸上，通過(guò)使用氣動(dòng)工具安裝時(shí)，可以顯著提高安裝效率。缺點(diǎn)：需要斷尾處理，因?yàn)槁萏咨系倪@個(gè)“小尾巴“也僅僅是為了在安裝過(guò)程中起到一定的螺紋導(dǎo)向作用，對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并沒(méi)有任何意義，卻需要在安裝結(jié)束后通過(guò)專用的工具將其去除，而這恰恰是可以提高組裝效率的地方。

因此無(wú)需斷尾處理的螺旋線螺套開(kāi)始被大量使用，它具備了帶“小尾巴”產(chǎn)品的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，并且在安裝后無(wú)需斷尾處理。它的螺紋導(dǎo)向功能是通過(guò)在螺旋線圈上開(kāi)槽的方式實(shí)現(xiàn)的。沒(méi)有導(dǎo)向尾的螺旋線螺套相比于傳統(tǒng)的需要斷尾處理的螺套，具有下列優(yōu)點(diǎn)：

①、消除了斷尾處理這道工序，適用于大批量的自動(dòng)化安裝；

②、雙向槽口設(shè)計(jì)，避免了對(duì)每次安裝前插入螺套方向的檢查；

③、無(wú)斷尾處理，避免在安裝過(guò)程中產(chǎn)生雜質(zhì)；

④、無(wú)斷尾處理，免去購(gòu)買斷尾工具。

在很多盲孔應(yīng)用中，采用傳統(tǒng)的斷尾式螺套可能在螺套下方需要額外的安裝空間來(lái)完成最后的斷尾操作，而且需要保證該操作過(guò)程不會(huì)對(duì)母體材料造成傷害。而采用無(wú)斷尾式螺套時(shí)，這個(gè)額外的空間就極大地被縮小了。