螺栓拧紧时，螺母为什么会跟转？

螺栓在拧紧时候，如果不采用一定措施，例如，在螺母侧采用反作用力臂进行防转固定，就容易出现螺母跟转的可能性。

同时，特别是在螺栓静态扭矩测量的时候，也会出现螺母跟转的情况，在这种情况下，如果不采取措施，测出的静态扭矩结果，就会是虚假的扭矩，往往测出的静态扭矩会更低一些。

为什么会出现这种问题呢？

有什么办法可以解决这种跟转的问题？

接下来，我们就对其进行详细的分析。

由于螺栓装配时候，无法直接测量螺栓的预紧力，所以，一般情况下都是通过扭矩法拧紧的方式，来间接对螺栓进行施加预紧力。

螺栓拧紧时候的拧紧扭矩，由两部分产生：

• 一、螺纹副扭矩（实际上此时螺纹副扭矩包含了螺纹副的摩擦扭矩和产生预紧力部分的扭矩消耗）MG，

• 二、螺栓头部的摩擦扭矩MK两部分组成了最终的总的拧紧扭矩MA。即：

  
  

而很多教材上，会把拧紧扭矩，分成三部分：

• 一、螺栓头支撑面摩擦扭矩，

• 二、螺纹副摩擦扭矩，

• 三、产生螺栓预紧力的扭矩，

这就是大家常说的：5-4-1 原则。

接下来，我们就分析螺栓拧紧的时候，为什么会产生螺母跟转的现象？

对于常规的顺时针螺纹，由于在拧紧的时候，螺栓对螺母通过螺纹副产生摩擦扭矩MG，由于螺栓拧紧时候螺纹副产生的摩擦扭矩对螺母有旋转的趋势，

此时，螺母的支撑面在螺栓拧紧时产生的预紧力作用下，也会产生螺母的支撑面摩擦扭矩MKnut，且该摩擦扭矩是阻止螺栓螺纹副产生摩擦扭矩作用下的转动。

如果在这种情况下，螺母的支撑面摩擦扭矩MKnut≥MG，则这种情况下，螺纹副的摩擦扭矩不会使螺母产生旋转。

如果螺母支撑面摩擦扭矩MKnut＜MG，则这种情况下，螺纹副的摩擦扭矩就会使螺母产生旋转，也就是出现螺母的跟转现象。

通过上面的分析，我们就能对螺母的跟转进行详细的计算分析。

螺母拧紧时候，跟转的计算分析，我们分析以下三种情况：

（1）螺栓螺母支撑面、螺栓孔尺寸相同情况下，螺母发生跟转时候螺母支撑面最小摩擦系数

假设：螺栓规格为M12x1.5，螺栓支撑面直径为23.8mm，螺栓孔直径为13.5mm，实测螺纹摩擦系数为0.13，实测支撑面摩擦系数为0.13，螺栓拧紧时候设置的公称拧紧扭矩为105Nm，而螺母的支撑面直径也为23.8mm，螺母侧螺栓孔直径也为13.5mm，在这种情况下，经过计算，拧紧螺栓时候螺母不发生跟转的最小摩擦系数0.115。

也就是说在上述的这种条件下，如果螺母的支撑面摩擦系数低于0.115，就可能出现螺栓拧紧时候螺母跟转的可能性（这种情况可以进行一下实际试验验证，如果螺栓正常摩擦系数，而对螺母支撑面图上润滑油，这样在拧紧的时候就可能出现跟转的情况，

当然，这种分析是认为螺母没有锁紧扭矩的情况下，如果螺母存在锁紧扭矩，则这种螺母在拧紧还没有预紧力的时候必定是会出现跟转的情况，因为在这种情况下，没有支撑面的反方向摩擦扭矩，而螺纹施加的扭矩又非常大）。

（2）螺栓螺母支撑面相同、螺母螺栓孔尺寸增加的情况下，螺母发生跟转时候螺母支撑面最小摩擦系数

假设：螺栓规格为M12x1.5，螺栓支撑面直径为23.8mm，螺栓孔直径为13.5mm，实测螺纹摩擦系数为0.13，实测支撑面摩擦系数为0.13，螺栓拧紧时候设置的公称拧紧扭矩为105Nm，而螺母的支撑面直径也为23.8mm，螺母侧螺栓孔直径增加为15mm，在这种情况下，经过计算，拧紧螺栓时候螺母不发生跟转的最小摩擦系数0.110。

也就是说在上述的这种条件下，如果螺母的支撑面摩擦系数低于0.110，就可能出现螺栓拧紧时候螺母跟转的可能性，螺母的摩擦系数需要更小才能出现跟转的可能性，具体计算见下表。

（3）螺母支撑面减小成六角头螺母尺寸、而螺母螺栓孔尺寸不变的情况下，螺母发生跟转时候螺母支撑面最小摩擦系数

假设螺栓规格为M12x1.5，螺栓支撑面直径为23.8mm，螺栓孔直径为13.5mm，实测螺纹摩擦系数为0.13，实测支撑面摩擦系数为0.13，螺栓拧紧时候设置的公称拧紧扭矩为105Nm，而螺母的支撑面直径减小为标准六角头螺母支撑面尺寸16.63mm，螺母侧螺栓孔直径仍为15mm，在这种情况下，经过计算，拧紧螺栓时候螺母不发生跟转的最小摩擦系数0.110。

也就是说在上述的这种条件下，如果螺母的支撑面摩擦系数低于0.142，就可能出现螺栓拧紧时候螺母跟转的可能性，从这一点来说，因为螺母发生跟转的临界摩擦系数变大了，螺母就更容易出现跟转的可能性，

也就是说，六角头螺母与法兰面螺栓即使摩擦系数相同，也可能出现螺母跟转的可能性。具体计算见下表。

以上就是对螺母跟转的可能性进行分析，从分析及计算结果可以看出：

• 螺母的支撑面直径越小，越容易出现螺母跟转的可能性。

  
  

• 螺母侧的螺栓孔直径越大，越不容易出现螺母跟转的可能性。

  
  

• 在还没有拧紧的情况下，如果螺母为锁紧螺母，则这种情况下，螺母必然会出现跟转的可能性，在这种没有拧紧的情况下，预拧锁紧螺母，必须采用防转装置才能把锁紧螺母预拧紧到位。

  
  

• 在发生跟转的时候，测量静态扭矩往往会减小，必须考虑采用防转装置后来测静态扭矩，方为可比性。