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不會自動松脫，但是在沖擊、振動和變載荷的作用下，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)計時必須考慮防松。螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動。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、沖點法防松、粘合法防松和點焊法防松等，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月中國一些煤礦企業(yè)開始使用美國施必牢公司在中國獨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)過實踐運用，效果良好，沒有發(fā)現(xiàn)松動現(xiàn)象，并且將螺栓的雙螺母改為單螺母固定節(jié)省了緊固時間。

1  施必牢螺母防松原理

研究表明：普通標準螺紋在緊固后，螺母的第一個牙和第二個牙螺紋面上所承受的應(yīng)力都在其總負荷的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。因此在振動載荷、特別是橫向脈動載荷沖擊下，螺紋緊固件很容易克服螺紋接觸面上的鎖緊力而產(chǎn)生自松動而松脫，這是由于普通標準螺紋自身結(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：

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

上式中的參數(shù)：F_a-軸向力；d₂中徑； Φ-螺紋升角；ρ¹－當量摩擦角，；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，牙側(cè)角越大，當量摩擦角也越大， 也越大，即擰緊力矩也越大，施必牢防松螺母的牙側(cè)角比普通標準螺母牙側(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，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

（1）優(yōu)越的抗振性能：施必牢螺紋在擰緊時，螺栓的牙頂螺紋線度緊緊進入螺母的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，施必牢螺母緊固時產(chǎn)生的法向作用力遠大于普通標準螺母，具有極大的防松抗振能力。

（2）耐磨損和抗剪切能力強：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)計加工時必須加以保證。使用施必牢防松螺母具有以下優(yōu)點：改變固定螺栓雙螺母為單螺母方式，節(jié)省了螺栓緊固時間；取消墊圈，降低了出現(xiàn)墜物的可能性；消除了松動，節(jié)約了大量處理螺栓松動的時間。