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超級(jí)螺母與超級(jí)螺栓的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

發(fā)布時(shí)間：2025-09-30

一、超級(jí)螺母的組成

超級(jí)螺母又稱多級(jí)頂推螺母，它是由一個(gè)中心螺母和一個(gè)周圍帶有一圈衛(wèi)星小螺栓的頂推螺栓及一個(gè)硬質(zhì)墊圈組成，如圖1所示。

超級(jí)螺栓還有另外一種型式，它是由一個(gè)中心螺栓和一個(gè)周圍帶有一圈衛(wèi)星小螺栓的頂推螺栓及一個(gè)硬質(zhì)墊圈組成，如圖2所示。

有時(shí)也將第一種型式的超級(jí)螺母稱為超級(jí)螺栓，其正式定義為頂推張緊裝置，它可直接用來替代現(xiàn)有的六角螺母，便于區(qū)分，本文將圖1型式稱為超級(jí)螺母，圖2型式稱為超級(jí)螺栓。

二、超級(jí)螺母具體工作原理

(1)通過擰緊頂推螺栓，產(chǎn)生較大的軸向頂推力。頂推力直接作用在硬質(zhì)墊圈上。頂推螺栓摩擦直徑小，因此可以用較小的扭矩來實(shí)現(xiàn)較大的頂推力；

(2)負(fù)載被傳遞到已經(jīng)手動(dòng)安裝在主螺栓上的螺母主體上；

(3)硬質(zhì)墊圈用來傳遞推力，同時(shí)保護(hù)法蘭面；

(4)數(shù)個(gè)頂推螺栓的軸向頂推力和主螺栓頭的反向作用力一起在法蘭上產(chǎn)生了一個(gè)巨大的夾緊力；

(5)頂推螺栓的軸向頂推力在主螺栓上產(chǎn)生一個(gè)相同大小的拉力。

對(duì)于普通螺栓緊力過高，由此產(chǎn)生的螺紋咬死（金屬粘連）是常見問題。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，螺紋粘連的區(qū)域基本上發(fā)生在螺母下部兩三牙，這是由于預(yù)緊力過高導(dǎo)致的應(yīng)力集中。應(yīng)力釋放功能是超級(jí)螺母的另一大特性，頂推螺栓與主螺栓產(chǎn)生的力相互作用，產(chǎn)生了彎曲力矩，在超級(jí)螺螺母上，彎曲力矩呈現(xiàn)為圓周形，由此在超級(jí)螺母上產(chǎn)生的應(yīng)力為圓周應(yīng)力。圓周應(yīng)力使得超級(jí)螺栓底部直徑增大，而上部直徑縮小。這種伸縮運(yùn)動(dòng)起到釋放應(yīng)力集中、提高靜態(tài)負(fù)載、防止出現(xiàn)螺紋咬死（金屬粘連）的作用。

三、超級(jí)螺母的使用方法及注意事項(xiàng)

由于超級(jí)螺母的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，安裝及拆卸也必須嚴(yán)格按照技術(shù)要求執(zhí)行，步驟如下：

1.準(zhǔn)備工作

(1)確認(rèn)頂推螺栓使用了二硫化鉬或其他潤滑脂；

(2)確認(rèn)所有頂推螺栓壓緊端均未突出超級(jí)螺母底部；

(3)潤滑主螺栓螺紋；

(4)將硬質(zhì)墊片安裝在主螺栓上；

(5)用潤滑脂潤滑硬質(zhì)墊片表面或頂推螺栓壓緊端。

2.超級(jí)螺母的緊固

第一步：用手將超級(jí)螺母擰在主螺栓上直至底部接觸到硬質(zhì)墊片，然后反向旋轉(zhuǎn)45±15°，保證主螺紋處于完全自由狀態(tài)； 

第二步：按圖5所示位置，使用50%的額定扭矩分別對(duì)稱緊固位置1-1、位置2-2的兩組螺釘； 

第三步：按下圖所示位置，使用50%的額定扭矩按順序分別對(duì)稱緊固位置3-3、位置4-4、位置5-5、位置6-6的四組頂推螺栓； 

第四步：使用75%的額定扭矩重復(fù)第二步；

第五步：使用75%的額定扭矩重復(fù)第三步；

第六步：使用100%的額定扭矩重復(fù)第二步；

第七步：使用100%的額定扭矩，按順時(shí)針方向緊固其余頂推螺栓；

第八步：全部頂推螺栓緊固完成后，復(fù)查所有頂推螺栓的緊固程度，最終緊固扭矩要求為額定扭矩的100%-105%。

3.超級(jí)螺母的拆卸

在拆卸超級(jí)螺母時(shí)應(yīng)注意逐步卸去每個(gè)頂推螺栓上面的扭矩，絕不允許一次性卸掉某一個(gè)頂推螺栓的全部扭矩。拆卸時(shí)需要添加潤滑脂幫助拆卸。從1號(hào)螺釘開始，以圓周順序，將每個(gè)頂推螺栓最多擰松1/4圈，請(qǐng)勿擰到松動(dòng)的程度。至少分三次，完全解除頂推螺栓的壓力。超級(jí)螺母的頂推螺栓全部松開后，可以用手取下超級(jí)螺母。安裝拆卸過程時(shí)，要注意防止劃傷主螺紋，必要時(shí)候可以采用加熱的方式來促進(jìn)拆卸速度。

4.維護(hù)及其他注意事項(xiàng)

按照正確的方法擰緊，超級(jí)螺母即使在使用多年后，其預(yù)緊力也不會(huì)松開。但是，我們?nèi)匀唤ㄗh每次檢維修時(shí)，檢查螺母的預(yù)緊力。使用一把調(diào)至允許擰緊扭矩100%的扭矩扳手。不允許一次性將超級(jí)螺母的單個(gè)頂推螺栓緊固到額定扭矩。拆卸下超級(jí)螺母后，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)墊圈出現(xiàn)百分之幾毫米的凹痕，屬正常現(xiàn)象，硬質(zhì)墊圈仍然可以使用，翻轉(zhuǎn)即可。

參考文獻(xiàn)：

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來源：加氫設(shè)備工程師

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