变牙型防松螺纹技术的原理及应用

一、目前市场上各类防松锁紧螺母的特点

我们目前所用的国标螺母，只能起联接作用，不能起防松功能，这是人所共知的事实。很多机件功

能的减弱及消失，与紧固件的失效有直接关系。我们在路上经常能见到一些螺栓和螺母，特别是M16以下

的，应该说都是从各种车辆上由于振动掉下来的。长期以来，人们为防止螺栓螺母松脱问题，想了很多办

法：1、加弹簧垫圈和平垫 2、用双螺母 3、用扣紧螺母 4、铆冲螺纹 5、加开口销和铁丝 6、在螺母内加

钢片、钢丝、尼龙等方法多样 7、甚至在螺栓上涂化学胶等。但是，都没有从根本上解决松脱问题。

目前市场上有防松螺母很多种：广泛使用的有非金属嵌套型螺母，内嵌钢片螺母，内嵌弹簧钢丝螺

母，法兰压痕型螺母，压扁螺母等。

1、非金属嵌套型螺母GB889（即尼龙锁紧螺母）：这种螺母其实没有防松性，只有一些防脱性。它

通过尼龙圈的张力箍住螺栓。国内一般都没有高强度的，如10级、12级。而且其基本上不能重复使用。

2、内嵌钢片螺母DIN980（全金属六角锁片螺母）：其实质是内嵌钢片与螺母轴线垂直、与螺母端

面平行，靠内嵌钢片改变最后一扣螺纹的牙型角、螺距，利用钢片本身的弹性来防松，防松效果微弱，一

次性使用。

以上这两种螺母内部有两部分，一部分是螺纹，另一部分是无螺纹的沟槽，沟槽内压装尼龙圈、钢

片，装配时，在外力作用下，外螺纹在尼龙上挤压出螺纹；或是外螺纹冲过钢片的阻挡而旋出，装配难度

大，一次性使用。这种螺母，螺纹实体短，加工工序多，总体高度大于国标螺母的高度，所以价格高于国

标螺母。

3、弹簧钢丝螺母（即加上钢丝螺套）：该螺母内部有两部分，弹簧的螺距不同于螺纹螺距，弹簧内

径小，有一点防脱性。其一部分是螺纹，另一部分是两段沟槽，沟槽内放钢丝，钢丝穿出螺母体外，这种

螺母的安装、拆卸都必须使用专用工具，这种螺母一旦松动，没有专用工具是拆卸不下来的。这种螺母加

工工序多，安装、拆卸困难，成本更高。

4、法兰压痕型锁紧螺母（即法兰面上带花齿的螺母）：这种螺母基本上没有防松作用，它的压痕面

比光面螺母的摩擦系数大一些，仅此而已，但这跟防松性能没有关系，因为松动，是先松后转动，已经松

了，就没有了正压力，摩擦系数再大也没有用。

5、压扁螺母（三头压扁螺母）：好的情况下，相当于普通螺母与锁紧螺母的组合，具有一定的防松

性能，但是一致性很差，且不适合多次使用。这种螺母安装拆卸都比较吃力，因为头部呈椭圆状对外螺纹

有很大的损伤，容易使螺栓报废，造成成本更高。

综上这几种防松螺母都是从外在的因素上施加了一些防松的手段，但结果都并不理想，或有很多缺陷

和应用环境局限性；虽具有或多或少防松趋势，但都不具备防松的内在因素，不具备良好防松能力。其实

螺纹松动的根本原因是由于螺纹装配间隙及螺纹受力的不均匀所致。我司生产的易锁牢防松锁紧螺母采用

的一个变牙型防松螺纹技术，有效的从根本上解决了螺纹的装配间隙等问题。接下来我们就详细介绍这个

变牙型防松螺纹技术。

二、 变牙型防松螺纹技术的产生及防松原理

各种机器及部件在连接装配中离不开紧固件。紧固件给机械工业带来了方便，但是，它有一个不可避免的弱点，即在剧烈震动中会自行松脱，致使部件或一台完整的设备损坏、解体甚至酿成重大事故。

为解决紧固件的松脱问题，从螺纹紧固件诞生开始，世界上许多国家的科学家和工程师作了大量的试验和研究，他们采用锁片、销钉、尼龙嵌入、螺栓上化学涂胶等方法，在一定程度上延缓了紧固件会自行松脱的时间，但是，没有根本解决问题。

螺纹紧固件的松脱问题的关键在于螺纹的结构形状。为此，美国工程师在研究了紧固件螺纹的形状及受力情况后，重新设计螺纹的几何形状，于七十年代末发明了这种被称为内螺纹防松锁紧螺纹技术（美国军用标准＃MIL-N-85353，国内称变牙型防松螺纹技术-铁标TB/T3019-2001），从根本上解决了紧固件的松脱问题。

亿索牢防松锁紧螺母就是采用了这个变牙型防松螺纹技术。那它为什么能有效地解决螺栓螺母松脱问题呢？这是因为它的独特的结构。在阴螺纹的牙底处有一个30°楔形斜面，当螺栓螺母相互拧紧时，螺栓的牙尖就紧紧地顶在变牙型防松螺纹的楔形斜面上，从而产生了很大的锁紧力。由于牙型角度改变，使施加在螺纹间接触所产生的法向力与螺栓轴成60°角，而不是像普通螺纹那样的30°角。显然变牙型防松

图 1 变牙型防松螺纹结构示意图