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(biāo)準(zhǔn),、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:
當(dāng)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;
當(dāng)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;
當(dāng)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(biāo)準(zhǔn),、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(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)是國家標(biāo)準(zhǔn)還是國外標(biāo)準(zhǔn)又或者是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),,通常我們更多會使用國標(biāo),,所以以下也用國標(biāo)作為說明:
碳鋼螺母的標(biāo)準(zhǔn)與等級關(guān)系如表1所示,不銹鋼螺母的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中涉及有色金屬螺母標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)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(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%,。


此外,螺栓和螺母在相互配合使用時,,較高等級的螺母可以代替較低等級的螺母,。標(biāo)準(zhǔn)螺母和高螺母可以根據(jù)表5來與外螺紋緊固件相互搭配使用。
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(biāo)準(zhǔn)件的選型原則,,但對于非標(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。