表面涂层分布对自锁螺栓锁紧力矩的影响研究

作     者：刘本领 张晓斌 王洪飞 白清顺 

作者机构：哈尔滨工业大学机电工程学院 航天精工股份有限公司 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2024年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 082501[工学-飞行器设计] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(52075129) 

主　　题：表面涂层 分布形式 锁紧力矩 自锁螺栓 理论分析 试验研究 

摘      要：涂层自锁螺栓是航空航天领域重要的紧固件。表面涂层对自锁螺栓的锁紧力矩和使用安全等影响显著。为了解决航空航天结构用螺纹连接的松动问题，本文分析了自锁螺栓的防松机制及防松措施，提出整周涂层、对点涂层和半周涂层三种表面涂层分布形式，并完成了预试验分析，确定最佳涂层分布形式为半周涂层，选取涂层材料为NYLON11尼龙胶粉；实施了自锁螺栓半周涂层时常温和高温台架性能验证试验。结果表明，采用整周涂层和对点涂层时，随着螺栓的拧入，出现锁紧力矩过大、涂层破坏和锁紧力矩衰退严重问题；半周涂层时，螺栓拧入时未出现涂层破坏，涂层厚度保证自锁螺栓能自由的通过环规（最大螺纹大径+0.076 mm）时锁紧性能优异，常温和高温最大锁紧力矩分别趋于为1.82 N·m和1.51 N·m附近，常温和高温最小脱松力矩均大于0.22 N·m，满足生产需求。