由于螺母的螺纹必须比螺杆的螺纹稍微大一些，以方便拧入。所以在螺母拧紧状态下，由螺纹来给螺母提供相对的挤压力，但是螺纹的倾角是向外的，在剧烈晃动或者振动情况下，由于钢材的弹性变形和螺母的螺纹和螺杆的螺纹之间的空隙使得螺母和螺杆之间产生晃动和摩擦，同时在连接件对螺母向外的推力共同作用下，螺母中形成逆时针旋转的力矩，螺母产生松动，造成螺母的预紧力损失甚至螺母松动甩脱。每年因防止螺栓松动酿成事故而进行各种检查和维修，占用了大量的人力和财力。 在土木工程、加工机床、高铁、航空航天等领域需要大量应用防松螺栓，据报道，全世界约45%的高铁和航空航天领域在使用日本生产的Hard-lock防松螺栓，虽然该螺栓的防松原理简单易懂，但除该公司外，尚未有企业能成功制作出该种螺栓，说明Hard-lock防松螺栓对材质和加工工艺的要求极为严格，无法在市场上批量生产。市面上还有一种唐氏螺栓，通过右旋螺母和左旋螺母双螺母的形式，利用上下螺母之间的摩擦力来减少冲击或往复荷载在螺母的松动，该方法利用右旋螺栓松动时的逆时针旋转，给左旋螺母施加旋转力矩，而该力矩却使得左旋螺母处于拧紧状态，以此来达到螺母的防松措施。但唐氏螺栓最大的问题在于螺杆的螺纹必须是双向不连续的，加工复杂，且工作时的受力螺纹大为减少，无法充分发挥螺杆的抗拉性能。 在上述背景下，研究团队对普通或高强螺栓组件进行改进，通过销螺母和束螺母之间的相互挤压产生环束力，使得销螺母与螺杆的螺纹之间充分挤压产生摩擦，来抵抗冲击或振动荷载锁产生的松动。通过销螺母和束螺母之间的环向束紧作用来解决Hard-lock螺栓的偏心摩擦效果，避免了对螺母材质和偏心量的严格对应关系，同时也避免了对防松螺栓的严格加工要求，使得一般的螺栓加工机床也完全可以进行自锁防松螺栓的加工制作，有利于市场化批量生产。 |
