螺紋預緊的重要性

    絕大多數螺紋連接時用螺紋緊固件將兩個和更多的被連接件夾緊在一起，以抵抗各種外部載荷，使被連接件不分離、不滑移，或者結合面不泄露。為此，在施加外載荷之前，需要對螺紋緊固件施加預緊力，以可靠夾緊被連接件。

    螺紋連接的預緊力將對螺栓的總載荷、連接的臨界載荷、抵抗橫向載荷的能力和接合面密封能力等產生影響。過大或過小的預緊力均是有害的，所以預緊力的大小、準確度都十分重要，從而使得預緊力的控制成為螺紋連接的重要問題之一。

    對于螺栓組連接，每個螺栓的預緊力應該是相同的，不一致的預緊力將會使被連接件或墊片翹曲，甚至損壞。如果螺栓組連接中有一個螺栓不能承擔設計載荷，則整個螺栓組連接將損壞。

預緊力的離散性

    螺紋緊固件是極普通的零件，但它的形狀復雜，而且，螺旋副的接觸和潤滑狀態更是難以預測與控制，由于其幾何參數、表面質量、潤滑狀態燈的可變性，導致了預緊力的離散性。即使在同一天，由同一操作者，用同一工具，以同樣的力矩去擰同材料、同熱處理、同批次的緊固件，每個緊固件的預緊力也是不一樣的。這一現象成為預緊力的離散性。

1.預緊力的離散度

——一批螺紋緊固件預緊力的分布范圍和分布狀態，與預緊工具、螺紋牙表面狀態、潤滑方式等有關。最大預緊力與最小預緊力相差多者，即為離散性大。采用離散度來表示預緊力離散性的大小。

2.影響離散度的因素：

——2.1工具的準確性 采用液壓螺栓拉伸器進行純拉伸，要考慮液壓動力源的準確性，拉伸器本身的準確性；采用扭矩扳手也會出現同樣的問題。

——2.2控制的準確性 選用的控制指標，是采用螺紋伸長、拉伸載荷還是扭矩值去控制，例如：采用扭矩扳手考察扭矩時，由于擰緊力矩與預緊力為一間接關系，其本身就存在不確定性，用控制扭矩的方法去控制預緊力，其結果也會出現不確定性。

——2.3操作者的準確性 即使用了最精確的工具，不同操作者得出的結果也不會完全一致，總會有偏差，必須想辦法減少操作者的錯誤。

——2.4應力松弛 即使剛開始準確的預緊了螺栓連接，也不可能長時間的保持這樣的預緊。大多數螺栓連接，特別是新的連接和裝置有墊片的連接，由于種種原因也會出現松弛，而且松弛量也是個不確定的因素。松弛首先對剛剛達到預緊標準的螺栓連接造成損害，使連接的預緊力不足。

——2.5零件質量 只有零件尺寸準確，硬度合適、狀態良好方能獲得正確的預緊。例如：螺栓若硬度不夠，在給定的擰緊力矩下也不可能獲得足夠的預緊力。 以上因素不可能全部都控制到最佳狀態，但對這些問題了解得越多，對螺栓預緊力的控制也就越成功。

應力初松弛

    在螺栓連接中，承受載荷的某些局部若應力超過屈服點，則將出現蠕變和流動，以減低過大的應力。這種局部的塑性變形雖然在預緊時已大部分完成，但在使用過程中或多或少還存在著少量變形，這種變形使得螺栓連接中的應力下降，這種現象稱為應力松弛，應力松弛對螺栓連接是不利的。

    預緊后局部塑性變形中的大部分發生在使用初期不長的一段時間里，把這很短時間里因變形而導致的應力下降稱為初松弛。變形達到一定程度方停止，這時連接中的應力，也就是預緊力方穩定。初松弛可以發生在螺栓或墊片上，也可以發生在螺母或被連接件上，不過通常指發生在零件的局部，例如螺母的第一圈承力螺紋牙上。

    發生初松弛的原因 螺母或螺栓的螺紋牙表面，螺栓頭部和螺母的支撐表面以及被連接件的接觸表面等，都不可能是絕對平的。即使他們有很小的粗糙度值，微觀上也是凸凹不平的。除了表面粗糙度外，尚存在波紋和形狀誤差。載荷作用后，起初，表面只有少量面積接觸，接觸點上應力極大，產生塑性變形，使接觸面積增大，直至應力低于屈服點為止。因而在預緊螺栓時會出現局部塑性變形，預緊結束，變形本該終止，但實際上由于外載荷等多種因素，局部繼續發生塑性變形，出現初松弛。

除了上述正常原因外，還有下列非正常因素造成初松弛：

——1.螺旋副配合不良

——2.螺紋擰入深度不夠

——3.螺栓連接零件表面硬度不夠

——4.螺母、螺栓頭部或者被連接件支撐面傾斜

——5.螺栓孔過大或過小

——6.墊片松弛

——7.潤滑脂流失。