关于弹簧垫圈对于防松起反作用问题的探索（狼魂领域传奇）

在大众常识中，普遍认为螺钉上必须有弹簧垫圈才能起到防松作用，然而在学术研究发现事实并非如此，可能效果完全相左，这到底是如何一回事？且听我细细道来。

弹簧垫圈防松机理一向认为是靠垫圈压平后产生的弹力（增加摩擦力)，这太理想化了。通过文献1中的试验表明，弹簧垫圈之所以不起防松作用，是其结构特点所决定的：加弹簧垫圈，多了一个可松动的活动接触面；弹簧垫圈支承面面积小；当弹簧垫圈压不平或一旦受冲击振动张开时，接触面发生变化(开口两端接触），支承面减小，螺栓接触面很快松动；由于弹簧垫圈支承面面积小，不平，很容易使承载面划伤和损坏，由于接触不良，局部表面压应力很高，当受往复载荷、冲击或振动作用时，局部表面压应力进一步增大，而产生永久变形（压坏），使联接出现间隙，预紧力急速下降，联接松动，通过两次试验完全证明这一结论。国内大量的实验以及文献都已经证实了弹簧垫圈是没有防止松动作用的，因此在工程机械实际的设计和装配过程中可以取消弹簧垫圈，以达到降低成本、提高装配效率的目的。

目前，国际上关于弹簧垫圈的主要标准有美国的 ASME B18.21.1-1999 标准，日本的JIS B1251 标准以及国标的GB/T 93-1987，德国的DIN 127、 DIN 128等标准已经召回，其原因是因为经测试弹簧垫圈在任何情况下都没有防止松动的作用。

那么螺纹连接松动机理是什么？

一、造成非旋转松动的主要原因是界面的接触特性和螺纹连接的材料特性，在没有外部载荷作用时，非旋转松动主要受表面嵌入、蠕变和应力松弛的影响，预紧力表现为缓慢的衰退过程；当螺纹连接受到外部载荷作用时，微动磨损、应力再分布和周期性塑性变形是影响非旋转松动的主要因素，，预紧力的衰退过程和载荷类型、载荷大小等因素密切相关。上述六种因素导致的预紧力衰退不可避免，为了保障可靠的连接性能，通常采用增加拧紧力矩的方式抵消可能的非旋转松动。

二、周期性横向振动是导致旋转松动的主要载荷形式，当前的研究结果已经定性地揭示了横向振动条件下螺纹面和端面的局部滑移累积是产生旋转松动的主要形式。纵向振动几乎不会产生旋转松动；扭转振动只有在满足一定条件时才能产生旋转松动；弯曲振动导致旋转松动的本质类似于横向振动，即被连接件和连接件之间产生了横向相对滑移；连续的冲击载荷可能诱发严重的旋转松动；被连接件材料和连接件材料的热膨胀系数差异较大时，交变温度载荷也将产生明显的旋转松动。

目前防松方法的现状

一、传统防松结构主要分为端面摩擦扭矩防松、螺纹面摩擦扭矩防松、张力锁紧防松、不可拆卸防松和机械锁紧防松。端面摩擦扭矩防松和螺纹面擦扭矩防松通常比普通螺纹连接更难拧紧，即产生相同预紧力需要更大拧紧力矩，，端面摩擦扭矩防松可能由于端面材料磨损使防松性能下降或消失。张力锁紧防松尽管能有效防松，但在实际应用时需要注意垫圈磨损和螺纹滑丝等问题。不可拆卸防松和机械锁紧防松具有可靠的防松效果，但前者主要应用在不需要拆卸的场合，后者增加了螺纹连接重量，制造和安装成本比较高。

二、新型防松结构主要分为螺纹面摩擦扭矩防松、张力锁紧防松、螺纹面凹凸配合防松和新材料防松，这些防松结构尽管在试验或仿真中表现出了一定的防松效果，但仍然存在一些实际应用问题，限制了其在工程领域的推广。