约翰苏萨的记忆中最糟糕的感恩节在20多年前发生了20多年前，当时他是现代失控的数字设备公司的工程师。几天前，公司完成了一款百万美元电脑系统的装配，将其装入半空人，并将其送到加利福尼亚南部的财富100名客户。

卡车在感恩节前一天到达，但是当拖车门打开时，客户收到了一个不受欢迎的视觉：封闭电子产品的塑料面板在运输途中掉了下来！在花费数百万美元的最先进技术后，这不是他们想看的。假期或没有假期，数字快速向加州派遣Souza来安抚顾客并了解出了什么问题。

“我无法理解，”Souza召回，现在是一个制造顾问的优质螺丝和坚果（木头戴尔，IL）。“用＃10螺丝固定面板。标准配方称为27磅的扭矩，这就是它们被收紧的东西。

“但是，我没有考虑在那辆拖车中有多热。要从马萨诸塞州到加利福尼亚州，卡车必须通过德克萨斯州，新墨西哥州和亚利桑那州。这是一个拖车的120岁！塑料偏离紧固件真是太热了。所有很好的螺丝都变得松动。一旦我们收紧它们，就没有问题，但是该系统处于气候控制的环境中。“

Souza的故事并不罕见。您开发了完美的扭矩规格。您投资于高科技工具，以验证每个紧固件是否拧紧到该规格上。您监控统计信息，以确保您的流程保持在轨道上。然而，有时，组件仍然用松散的紧固件来回来。通常，罪魁祸首是一些环境因素，如热循环或振动，该工程师根本没有考虑设计产品或过程时。

为了防止紧固件，工程师需要右螺钉，右扭矩规格和右工具。专家说，锁定垫圈，螺纹锁器和其他添加到关节的补充是有效防止松动。但是，它们还会增加装配过程的成本和时间，并且大多数只能使用一次。通常，通过选择更合适的螺钉，可以避免这种额外的额外。

“放松的问题没有简单的答案，”ITW Shakeproof (Broadview, IL)全球产品开发总监肯•利维(Ken LeVey)指出。你必须考虑接头、内螺纹、外螺纹、握把长度、涂层、紧固件间距、适用性和环境条件。

理想情况下，工程师将通过扭矩测试和环境压力测试造拔设计阶段的松动问题。但是，少数制造商将资源投入到此类工作，除非大会是安全关键。

利维承认:“一般来说，工程师直到最后才会担心紧固件的问题。”“当然，测试将发现潜在的问题，但它是昂贵的，需要时间。最短的路径是咨询在紧固件方面有多年经验的人，并提前做——使用你的供应商。”

固定金属

振动通过在螺纹之间创造相对运动而松开紧固件。“想象一下，你坐在肩膀上的砂纸，肩膀上的重量，”莱维解释道。“摩擦和重量会让你免于移动。但是，如果你反弹，你会慢慢向下移动幻灯片。“螺钉几乎没有缠绕在金属轴上的砂纸。

热循环造成两个额外的松动机制。一种是通过退火加热和冷却紧固件，到从热处理中收到的强度减小的程度。另一个是通过膨胀和收缩，如振动，导致线程之间的相对运动。

通过选择退火引起的松动可以通过选择正确的紧固件以匹配预期的温度来防止。通过确保施加适量的夹紧载荷，通常可以防止从振动，膨胀和收缩中松开，膨胀和收缩。Levey说，当拧紧螺钉时，目标是将紧固件拉伸到其屈服点，而不结束。

在其他情况下，工程师需要紧固件，尽管有振动和热循环，但仍将保持夹紧负载。一个这样的紧固件是ITW滑动的SINULOC。

在大多数螺纹紧固件组件中，在螺纹和配合线之间存在空间。当经过剪切力或振动时，该空间允许螺钉在最小电阻的路径中移动。Sinuloc线程消除了这个空间。通过同时推动接头的压力和侧翼，紧固件在关节本身内产生普遍的张力。紧固件可以安装在标准的螺纹孔中而不会损坏配合螺纹，并且可以重复安装和重新安装并重新安装。

“Sinuloc就像在一个走廊里，你的肩膀粘在墙壁之间。你不能向左或向右移动，“莱维说。

由于热循环造成的夹紧负荷损失，在驾驶进入轻金属时，如镁和铝，比紧固钢时更成问题。这是因为轻金属的热膨胀率与钢螺钉不同。

为了衡量这一点，供应商专为铝和其他轻合金而设计的螺钉。一个例子是来自Semblex Corp.（Elmhurst，IL）的Altracs螺纹形成紧固件。紧固件的螺纹具有33度不对称的侧面角度，其均衡钢螺钉和配合凸台之间的强度比。这是通过平衡螺纹的横截面积来实现以反映每个材料的强度特性来实现的。

螺纹成形区由一个带有螺纹成形凸台的锥形非圆点组成。锥度帮助装配者插入和对准孔中的紧固件。它还减少了启动螺纹成形过程所需的扭矩。该区域的平坦区域在螺纹成形过程中提供了缓解，减少了大约30%的驱动扭矩。

与三叶螺杆设计相比，螺杆的圆形截面最大限度地提高了螺纹啮合程度，提供了高剥离扭矩、一致的抗振动能力和优越的夹紧负载产生能力。

“Altracs紧固件防止由于振动和热循环引起的夹紧载荷损失，”Semblex工程服务总监Gene Simpson说。

该紧固件可以拆卸和重新安装多次，或它可以替换为一个标准米制机器螺钉。螺纹的细螺距最大限度地提高了与配套材料的啮合，因此工程师可以使用比标准紧固件更短的紧固件和更小的凸台。

紧固在塑料

紧固塑料时的核心问题是，嗯，它是塑料。它弯曲和流动。“一旦你删除工具，材料开始放松，”辛普森说。

抵消这一点，工程师需要专门用于塑料的紧固件，例如来自Semblex的Delta Pt。紧固件的侧面几何形状降低了凸台上的径向应力。侧翼从30度角开始，快速返回到20度角。这允许在安装过程中透明塑料流动。

多角度螺纹轮廓和有芯凹槽的紧固件最大限度地与塑料接触。根部扁平的紧固件可能导致材料堵塞，从而使应力集中在塑料中，导致开裂。有芯牙根消除了应力集中，并提供了近100%的侧啮合。

三角洲PT的头部有一个大的承载面，这是分布压力在一个大的区域的老板。它还通过减少蠕变和增加松开力矩来提高关节的稳定性。增加的小直径和大截面积的Delta PT提高扭转和拉伸强度，所以紧固件可以用于热固性和玻璃填充的热塑性材料。

SIMPSON说：“你希望紧固件可以尽可能多地接触到载荷的表面区域。”

另一种选择是ITW ShakeChreom的Bosscrew。该螺钉的螺纹在上表面上具有微小的凹口。塑料流入这些凹口，用材料机械地将螺纹锁定，大大增加耐受松动。安装过程中凹口无效，并且可以移除并重新安装螺钉。

“Bosscrwe就像一辆停在速度颠簸之间的汽车，”莱维说。“你可以开车，但如果你停在他们之间，如果你来回摇动车，你就不会移动。”

即使有塑料的螺钉，工程师仍然需要设置正确的扭矩规格。探讨了将面板固定电脑系统的问题，Souza后来意识到他用于确定扭矩的标准配方比塑料更适合钢。

他解释说:“这个公式是基于螺杆的根部直径和轴将拉长的点。”“这在塑料中行不通，因为螺丝永远不会进入弹性范围。毕竟，塑料的强度只有钢铁的十分之一。”

当紧固塑料时，螺纹和材料之间的摩擦比拉伸轴的弹簧动作对保持夹具负载更重要。索萨说:“如果你过度扭矩螺丝，塑料一旦暴露在热量中就会从负载中迁移。”“你必须使用更软的材料来降低扭矩。如果公式要求14英寸磅的钢扭矩，你可能需要5或6英寸磅的塑料。找到最佳扭矩需要进行一些测试。”

同样重要的是设置正确的扭矩正在使用将准确应用的工具。在这里，主要关注的是避免过度拧紧螺丝。“将塑料紧固时，您必须增加工具的复杂性，”辛普森说。“如果扭矩遍布地图，则不会对该过程进行控制。”