图 4 横向振动试验机
3. 1初始预紧力对防松性能的影响
本试验主要分析初始预紧力的大小对螺纹紧固件防松性能的影响，试验样件为 M10 × 1． 25 × 70-8． 8普通六角头螺栓与 M10 × 1． 25-8． 8 普通六角螺母，螺母与螺栓采用 6H /6h 配合，螺栓螺母摩擦因数控制为0.21 ～ 0. 27。
试验前利用 Schatz@ -Analyse 卧式多功能螺纹紧固件分析系统对样件进行拧紧试验，得到螺 栓的屈服轴力约为 40 kN。对试验样件分别拧紧至12、20、25、28、36 和 42 kN( 初始预紧力) ，在横向振动试验机上进行横向振动试验，实时测量残余轴向力， 统计试验数据，经计算，得出初始预紧力对防松性能 的影响曲线如图 5 所示。
图 5 初始预紧力对防松性能的影响
由图5 分析可知，在屈服轴力范围内，初始预紧力越大，防松性能越好。当初始预紧力为屈服轴力的90 % ( 即 36 kN) 时，振动 120 s 后，残余轴向力为初始预紧力的92 % 。
当初始预紧力过低时，如图5 所示初始预紧力为 12 kN 时，振动 120 s 后残余轴向力为初始预紧力的 56. 7 % 。
当初始预紧力( 42 kN) 超过螺栓屈服轴力时，振动 120 s 后残余轴向力为初始预紧的 37.6 % ，由上述理论分析可知，此时由于材料塑性变形导致螺纹联接开始松动，因此，在拧紧时切勿使初始预紧力超过屈服轴力。
试验结果表明，过高或者过低的初始预紧力都会导致螺纹联接松动，当初始预紧力达到屈服轴力的50 % 及以上时，能有效提高螺纹联接的防松性能。
3.2 摩擦因数对防松性能的影响
该组试验主要分析摩擦因数对螺纹紧固件防松性能的影响，试验样件为 M10 × 1．25 × 70-8．8 普通六角头螺栓与 M10 × 1.25-8 8 普通六角螺母，通过不同的表面处理方式将一组试验样件摩擦因数控制在010 ～ 016，将另一组试验样件摩擦因数控制在0．21 ～ 0. 27。
初始预紧力统一定为 20 kN，在横向振动试验机上进行横向振动试验，实时测量残余轴向力，统计试验数据，经计算，得出摩擦因数对防松性能的影响曲线如图 6 所示。
图 6 摩擦因数对防松性能的影响
由图 6 可知，摩擦因数为 0．10 ～ 0.16 时，拧紧至 20 kN，横向振动 30 s 时，轴向力已经出现较大的衰减，120 s 后残余轴向力为初始预紧力的 51 % 。
而摩擦因数为 0 21 ～ 0．27 的螺栓螺母配合时，拧紧至 20 kN，振动 120 s 后残余轴向力仍为初始预紧力的86 % ，防松性能得到显著提升。
因此，摩擦因数不宜过低，同时也不宜过高，因为过高的摩擦因数会导致扭矩系数 K 过大，相同扭矩下初始预紧力减小，导致初始预紧力不足而产生联接松动。
3.3 螺纹旋合长度对防松性能的影响
该组试验主要对比分析螺纹旋合长度对防松性能的影响。试验螺栓与上述一致，试验螺母新增M10 × 1． 25-8． 8 普通六角薄螺母。
啮合时普通六角薄螺母旋合的螺纹圈数为 3 圈，而普通六角螺母旋合圈数为 6 圈。
分别拧紧至 20 kN 后，在横向振动试验机上进行横向振动试验，实时测量残余轴向力，统计试验数据，经计算，得出螺纹旋合长度对防松性能的影响曲线如图 7 所示。
由图 7 所示可知，拧紧至 20 kN 并进行横向振动试验后，六角薄螺母与螺栓配合的螺纹联接防松性能较差，振动 120 s 后残余轴向力仅为初始预紧力的27 % ，主要原因是薄螺母的啮合螺纹圈数过少，各圈螺纹承载应力差较大［7］，导致防松性能减弱。
图 7 螺纹旋合长度对防松性能的影响
3.4 防松方式对防松性能的影响
该组试验主要针对不同类型的防松紧固件进行试验研究，包括六角法兰面螺母、普通螺母 平垫圈、I 型六角尼龙嵌件锁紧螺母、I 型全金属自锁螺母、六角法兰尼龙锁紧螺母、六角法兰全金属自锁螺母、施必牢六角法兰螺母以及六角头涂胶螺栓，匹配的螺母或螺栓均与上述试验一致。
拧紧至 20 kN 后，分别在横向振动试验机上进行横向振动试验，实时测量残余轴向力，统计试验数据，经计算，得出防松方式对防松性能的影响曲线如图 8 所示。
