紧固件之螺母的机械性能

紧固件之螺母的机械性能

实验载荷

实验载荷是一种轴向外加负载，在这种载荷下，螺母不能有螺纹剥落或者断裂的迹象。对于测试而言，实验载荷是一个数值；而对于设计中的应用而言，实验载荷是一个最大限度。

在测试中，实验载荷通过已做轴向加载的测试螺栓或者机床心轴加载到待测螺母上。当载荷卸去时，螺母必须能自由地从螺栓或者心轴上卸下。后一点要求非常有趣，因为它证明螺纹被扭曲的程度还不足以使咬合的螺纹粘结在一起。测试表明，当外加载荷达到使螺纹剥落程度载荷的95%时，就会发生螺纹粘结的现象。

螺母的实验载荷在大多数螺母强度等级标准中采用“应力”这一术语表示——磅每平方英寸。在以磅为单位计算真正的实验载荷时，要用实验应力（psi）与受力面积相乘。

最后非常重要的一点：实验载荷除了在普通应力区域外，与那些指定的外螺纹紧固件是毫无关联的。

锥度实验载荷

锥度实验载荷是一种螺母必须承受的轴向外加载荷，且螺母在承受载荷的过程中，不能有螺纹剥落或内壁破裂的现象。在测试中，螺母被安装在一个经硬化处理过的具有120°角的锥形垫片上。放置锥形垫片的目的是在螺母轴向受力时产生一使其内壁扩张的强烈作用。如果螺母没有通过测试，通常是由于内壁破裂而不是螺母剥落。

用于高温环境的——涵盖在ASTM A194中——的螺母，都要进行锥向实验载荷测试。另外，螺母不连续表面承受极限的标准中定义了对有接缝的螺母要进行锥向实验载荷测试。通过测试则意味着螺母上的接缝还未达到影响螺母工作功能的程度。

对螺母的锥向实验载荷的计算还可以用其指定轴向实验载荷乘以系数（0.3～1D）。其中D是螺母的公称直径，以英寸为单位。

锥向实验载荷测试是目前来讲用于识别不合格螺母的最好测试方法，并且它将作为一种可行性要求直到更好的识别技术问世。

硬度

对螺母来说，硬度是一项重要的机械性能。不仅在于硬度测试的便捷性，更重要的是，它是目前所知的衡量那些实验载荷超过普通抗拉强度测试机能力螺母可的接受性的唯一标准。不象外螺纹紧固件，对于钢制螺母或者其它金属材料的螺母来说，其硬度和强度并没有可定义的关联存在。原因在于由螺母几何尺寸带来的对螺母强度的可控性影响。

大体上，指定实验载荷小于120，000psi的螺母是可以进行实验载荷测试的。对于那些具有更高强度的螺母，则必须在它们参照一个最小硬度值的基础上进行测试。另外，螺母的强度等级要求所有尺寸和等级的螺母进行硬度测试以确保它们的硬度没有超过指定的最小值。这些对热处理过的螺母尤为重要，它能证明螺母已经进行了合适的加工以消除了任何可能的脆化。

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