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　　公元前400年，一种能将旋转运动转化为轴向运动的机械在希腊诞生了，人们将之用于抽水灌溉，这是螺纹的最早应用。200多年以前，人类步入工业时代，螺纹紧固件，主要包括螺栓、螺柱、螺钉等，因其易于安装，且能提供强大夹紧力的特性，在机械制造领域大放异彩。时至今日，人类社会每年需要消耗数以千亿计的螺纹紧固件。大到民航客机，小到智能手机，这种刻着螺旋线的神奇物件每时每刻都在发挥着无可替代的作用。机械设备的性能与其中的螺纹紧固件的紧固程度高度相关，一旦紧固件松动，将会带来严重的后果。

　　2010年某游乐园设施发生严重事故。在设施运行过程中，12个座舱中的5号座舱因支撑系统失稳而与活动站台发生碰撞导致坠地，并与随后的4、3、2号座舱发生碰撞，造成当时正在游玩项目的6名游客死亡，10人受伤。事后调查发现，由于该设施的设计和制造过程中存在缺陷，在长期运行中受到交变应力，导致了座舱导柱中的螺栓产生松动。松动的螺栓夹紧力逐渐降低，螺栓自身也要承受更大的作用力，形成恶性循环。游乐园方在维护过程中未能及时发现并采取措施，最终螺栓发生了疲劳断裂，酿成了惨剧。

　　要解释为何螺纹紧固件在使用中可能会出现松动，首先要解释螺纹紧固的原理。螺纹是一种将旋转运动转变为轴向运动或力的结构。以螺栓螺母夹紧某一物件为例，当我们对螺栓施加拧紧力矩，螺栓被旋进螺母之中，螺栓上的螺纹与螺母上的螺纹互相啮合。随着螺栓螺母夹紧物体，物体、螺栓、螺母会产生微小形变，其中螺栓被拉长，物体被挤压，这些形变提供了两螺纹之间（螺纹副）的支持力及夹紧物体的预紧力。同时，这一预紧力提供了两螺纹之间的摩擦力，产生了摩擦力矩，以阻止螺栓和螺母的滑动。理想状态下，即不考虑被夹取物件或紧固件破损及其他外部因素的作用，即使螺栓螺母之间有良好的润滑，两螺纹之间的摩擦角也因始终大于螺纹的升角而自锁。

　　然而实际应用中，螺纹紧固件显然不可能完全在理想状态下工作。当其受力平衡被打破，或者螺纹紧固件和被夹取物件的自身性质发生了改变，啮合螺纹之间将不会再满足自锁条件，出现相对滑动，宏观上即表现为螺纹紧固件出现了松动。因此在实际应用中，螺纹紧固件将不可避免地因外部作用而产生松动。随着螺栓螺母的松动，螺栓轴向的形变减小，施加的预紧力开始下降，而螺栓螺母的拧紧力矩也会随之下降。当预紧力和拧紧力矩达到最小值时，意味着螺栓已彻底松弛失效。

　　正确选用和安装合适的螺纹紧固件是保证其性能的基础。除此之外，造成螺栓螺母松动的主要原因包括：1）由机械原因引发的松动，如冲击、振动，2）由于紧固件自身性质改变引起的松动或失效，如腐蚀、材料疲劳。

　　在以汽车工业中为代表的的机械制造业中，振动是引发螺纹紧固件松动的主要原因。汽车在实际运用中，长期面临发动机的工作以及路面的颠簸引发的振动和冲击，车身各处的螺纹紧固件会长期受到剪切力和拉伸力的反复作用。螺纹副之间将受到不存在于理想受力状态下的外力作用。这会对螺纹结构产生可逆或者不可逆的影响，进而导致螺栓螺母的力平衡状态受到破坏，最终引起松动。

　　以振动载荷作用导致螺栓螺母松动为例，这一过程可分为四个阶段：第一阶段，啮合螺纹的螺旋形结构产生了松弛力矩，然而这一力矩与摩擦力矩相平衡，因此没有出现螺栓螺母的相对滑移。但在此过程中，因为受到额外接触力的作用，微观层面上螺纹结构表面已出现了轻微破损，这会对表面摩擦系数造成影响。第二阶段，摩擦力矩不足以克服松弛力矩，螺栓开始轻微松动，产生微小的滑移。这一滑移运动更进一步加剧了螺纹表面的破损，甚至会产生许多碎屑。如同钢珠轴承中的钢珠一样，这些碎屑分开了接触表面，大幅度减少了摩擦力矩，形成“越松越滑，越滑越松”的恶性循环。到第三阶段，螺栓螺母不再满足自锁条件，螺栓出现明显松动，预紧力急剧下降。到第四阶段，预紧力降低到最小值，此时螺纹紧固件已经完全松弛失效。

　　在石化工业中，厂区内常常存在的酸碱及其他腐蚀性化学品是造成螺纹紧固件失效的主要原因。螺纹结构或者螺栓自身在长期使用中被化学物质腐蚀而被破坏，紧固件不再具有足够的强度来提供足够的夹紧力，进而发生松动，甚至断裂。航空工业中，螺纹紧固件要承受航空器起降和飞行过程中的交变应力作用，螺纹紧固件在受到相当数量的循环后，螺栓将因为疲劳而发生断裂，因此疲劳是在航空工业应用螺纹紧固件时要更多关注的问题。

　　人类对抗螺纹紧固件松动的历史，与人类应用螺纹紧固件的历史几乎一样久远。最简单粗暴的方法自然是拧紧松弛的螺栓螺母。然而这一治标不治本的行为，一方面提高了维护难度和成本，另一方面螺栓螺母自然变松的过程中，其结构仍会受到不可逆的损坏。要有效解决这一问题，当下主要有四种方法：1）摩擦防松，2）机械防松，3）永久防松，4）化学防松。

　　摩擦防松通过直接增大摩擦力矩来实现，一般是增大螺母、螺帽和被夹物体支承面的摩擦系数。具体的方法包括安装弹簧垫片，采用自锁螺母或者安装对攻螺栓。机械防松利用止动结构来阻止螺母螺栓的回转，以达到防松脱的目的。永久防松措施是待螺纹紧固件紧固后，利用焊接、冲点等方法将螺栓螺母彻底锁死。前两种方法由于引入了额外的零件或工艺，成本往往有所提高。永久防松措施尽管价格低廉，但无法拆卸，增加了维护和改造的难度。

　　以上3类方法可以统称为物理防松法。而第4种化学防松法的发明，则是解决螺纹紧固件松动这一问题的重要里程碑。

　　1953年，Vernon K. Krieble教授在康涅狄格州哈特福德市三一学院（Trinity College）的地下实验室里研制出一种独特的粘合树脂，其会在隔绝空气的条件下时固化，是理想的螺纹锁固剂。这种厌氧固化剂被命名为乐泰（Loctite），并于1956年7月26日，在纽约的大学俱乐部（University Club of New York）召开的新闻发布会上，乐泰首次公开亮相，引发了巨大轰动，这一颠覆性的发明有效解决了在此之前困扰机械工业长达百年的螺纹紧固件的松动问题。

　　螺纹锁固剂为单组份厌氧固化剂，在无氧环境中接触到金属离子时，会发生聚合反应而固化。当螺纹件紧固时，螺纹齿只有一侧是紧密贴合的，而另一侧实际上存在着空隙。螺栓上涂抹了螺纹锁固剂，并旋入螺母后，螺纹锁固剂会充满整个空隙空间。此时螺纹锁固剂与空气隔绝，固化反应发生，随即由液体或者半固体转变成固体，这能从多个方面有效防止紧固件松脱。首先，固化后的紧固剂为螺纹副之间提供了一层额外的摩擦力，此时螺纹齿两侧都将受到摩擦力作用，总摩擦力矩增大，需要更大的松弛力矩才能导致螺纹紧固件松动。其次，螺纹副之间不再存在空隙，且固化后的锁固剂能提供额外的缓冲，当螺纹紧固件受到冲击、振动等外力作用时，更不易产生松动和滑移。第三，由于锁固剂在螺栓螺母之间形成了有效密封，螺纹结构难以被腐蚀，因此螺纹紧固件的寿命将被显著延长。最后，在螺栓旋入的过程中，处于液态或者半固态的锁固剂能提供润滑，令拧紧力矩能更多地转化为螺栓的夹紧力，并有效减少拧紧过程中对螺纹结构的损坏。

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　　在使用容克振动试验机的测试中，采用乐泰243螺纹锁固剂加固后的紧固件在经历60s的剧烈振动后仅损失了1%的夹紧力。作为对比，在相同的测试中采用弹簧垫片、齿形垫片等方法的紧固件损失了40%-60%的预紧力，仅有采用锯齿状法兰螺母的紧固件性能与采用螺纹锁固剂相近，然而其成本却是后者的近3倍。

　　与很多固有观念所不同，即使施加了螺纹锁固剂后，螺栓也是可以被无破坏拆卸的。这与冲点法和焊接法等永久防松法有显著区别。对于中低强度的螺纹锁固剂，只需要一般工具施加一定的破坏力矩，即可轻松完成拆卸。对于高强度的螺纹锁固剂，虽然一般情况下是为永久固锁而使用，但也能在局部加热后实现拆卸。

　　为了最大程度地发挥螺纹锁固剂的优势，应根据组件的强度、形状、材质和可拆卸性等因素选择合适的螺纹锁固剂。其使用方法也十分简单，只需其涂抹于螺栓的螺纹表面，再将螺栓旋入螺母中即可。预装螺栓螺纹锁固剂则是待紧固件组合后再滴入螺栓螺母的缝隙之中。未固化前的锁固剂为液体或半固体，且具有触变性，不会流的到处都是，而溢出的部分可以被轻松清除，不会对紧固件带来额外的影响。在螺栓装配之前，要经过除油、清洁、干燥等步骤，也可以采用促进剂加快锁固剂的固化速度。

　　乐泰的螺纹锁固剂产品在1960年取得专利，此后乐泰不断对配方加以改进，其螺纹锁固剂产品已成为装配制造业最可靠的伙伴。1997年，汉高收购乐泰，将乐泰旗下的产品推向了新的高度。时至今日，汉高乐泰牢牢占据胶粘剂与密封剂制造行业全球第一的位置，服务于800多个不同的行业，10,000多家经销伙伴，惠及全球超过500,000客户。作为粘合剂行业的优秀品牌，从一般的机械制造业，到核工业、食品工业等有特殊要求的行业，汉高乐泰旗下完整的螺纹锁固剂产品能为客户提供可靠且多样化的解决方案。在选购时请认准产品瓶身的防伪标签，购买正品汉高乐泰螺纹锁固剂。