在機(jī)械裝配中，螺栓組的緊固效果直接關(guān)系到設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性，但由于多個螺栓通常無法同時擰緊，這就會使擰緊位置因 “彈性相互作用” 導(dǎo)致已擰緊螺栓預(yù)緊力損失 —— 輕則引發(fā)振動、泄漏，重則造成結(jié)構(gòu)斷裂。因此，科學(xué)設(shè)計擰緊順序是規(guī)避隱患的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

值得注意的是，擰緊順序作為提升預(yù)緊效果的重要環(huán)節(jié)之一，卻常被行業(yè)忽視：多數(shù)資料聚焦于力矩參數(shù)、工具選擇，對擰緊順序的系統(tǒng)性說明寥寥無幾?；诖耍疚慕Y(jié)合JGJ 82-2011、GB 50755-2012、ASME PCC-1 2022等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，梳理螺栓擰緊順序的核心原則與實操方法，為不同場景下的裝配作業(yè)提供參考（實際操作需結(jié)合具體行業(yè)要求調(diào)整）。

一、為什么會松動？核心在于 “彈性相互作用”

在多個螺栓進(jìn)行緊固時，擰緊一個螺栓會 “拉扯” 周圍已擰緊的螺栓。舉個例子：中間螺栓擰緊后，會進(jìn)一步壓縮兩側(cè)接合面，導(dǎo)致兩側(cè)螺栓的預(yù)緊力損失。這種相互影響在 “軟接頭”（如帶墊片的連接）中尤其顯著。

那么如何解決上面的問題呢？如果預(yù)算到位，用專用設(shè)備同時擰緊所有螺栓，自然可以最大程度的減小“彈性相互作用”造成的螺栓松動。如下圖所示，該結(jié)構(gòu)中螺栓組采用液壓拉伸器同時預(yù)緊螺栓組。

二、擰緊順序核心影響因素及優(yōu)先級

同步擰緊螺栓雖好，但實際作業(yè)常受限于常規(guī)工具與復(fù)雜工況。因此掌握螺栓的擰緊順序是螺栓預(yù)緊作業(yè)的必備技能之一。下文結(jié)合定位銷約束、工件剛度等應(yīng)用場景，按照優(yōu)先順序，整理了一些較為常用的擰緊順序，分享給大家交流參考。

（一）定位銷（最高優(yōu)先級）

當(dāng)連接結(jié)構(gòu)包含定位銷時，需優(yōu)先初擰靠近定位銷的螺栓 。定位銷的核心價值在于限制工件相對位移（如防止錯孔、保障裝配精度），先初擰其周邊螺栓，可快速固定定位基準(zhǔn)，避免后續(xù)擰緊時工件偏移，致使定位功能失效。待定位基準(zhǔn)穩(wěn)定后，再按其他優(yōu)先級處理螺栓，確保整體裝配精度。

（二）工件剛度（第二優(yōu)先級）

若連接結(jié)構(gòu)沒有定位銷，應(yīng)優(yōu)先選擇工件剛度高的區(qū)域（如厚壁、無墊片、金屬直接接觸部位）緊固。高剛度區(qū)域先緊固，可減少定位基準(zhǔn)固定后的整體變形，保障預(yù)緊力沿定位基準(zhǔn)均勻傳遞，讓螺栓受力更合理，提升連接穩(wěn)定性。

（三）螺栓組以及結(jié)構(gòu)節(jié)點（基礎(chǔ)優(yōu)先級）

滿足上述條件后，可結(jié)合螺栓組分布以及節(jié)點結(jié)構(gòu)特征，按照交叉、對稱、均勻、擴(kuò)散的原則選擇合適的擰緊順序：

1. 圓形螺栓組

可采用十字交叉法、星形法、象限法等。這些都是通過對稱緊固讓預(yù)緊力均勻分布，其中 十字交叉法 是最典型、最常用的方式 。

2. 矩形螺栓組

用螺旋式順序，從中心向外擰。

3. 多層螺栓組

按區(qū)域分組，先擰內(nèi)、再擰外，由內(nèi)向外擴(kuò)散。

4. 一般節(jié)點

應(yīng)從節(jié)點中心向兩端擰緊，如下圖所示：

5. 箱形節(jié)點

應(yīng)按A、B、C、D的順序進(jìn)行擰緊：

6. 工字梁節(jié)點

應(yīng)按①~⑥順序進(jìn)行緊固：

7. 工字形柱節(jié)點螺栓組

擰緊順序：與梁節(jié)點相似，"先翼緣，后腹板"

8. 多節(jié)點組合

"先主要構(gòu)件，后次要構(gòu)件"，適用于兩個以上節(jié)點組成的復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系。

三、通用操作原則

（一）分階段 “逐步加力”

螺栓擰緊建議遵循 “初擰（20%~30% 目標(biāo)扭矩）→ 復(fù)擰（50%~70% 目標(biāo)扭矩）→ 終擰（100% 目標(biāo)扭矩）” 分步操作，每步間隔 1 - 2 分鐘 。

這樣設(shè)計的核心價值在于：通過階梯式加載，給螺栓、連接件留出彈性變形釋放時間（尤其帶墊片的軟連接結(jié)構(gòu)），能有效避免預(yù)緊力后期快速衰減，從操作流程上保障連接長期穩(wěn)定性，建議在裝配作業(yè)中優(yōu)先采用這類時序控制。

（二）控制速度 + 及時復(fù)緊

• 速度別太快：普通連接用 40-80r/min，軟連接（塑料、橡膠件）速度再低些，減少摩擦波動；
• 擰完別忘復(fù)緊：擰緊后 10 分鐘內(nèi)再檢查一次，彌補初期的預(yù)緊力衰減。

（三）用工具讓擰緊更精準(zhǔn)

• 壓力檢測與順序優(yōu)化：用富士壓力感應(yīng)膜檢測壓力分布，幫你優(yōu)化擰緊順序；
• 精準(zhǔn)控制預(yù)緊力：關(guān)鍵部位用 “轉(zhuǎn)角法” 或 “拉伸法”，直接控制螺栓伸長量 —— 比單純看扭矩更靠譜。

四、小測試

某法蘭上的螺栓按順時針方向排序如下，你更傾向采用哪種排序方式？（ ）

總結(jié)

螺栓松動的核心原因，是擰緊方式?jīng)]平衡好 “預(yù)緊力建立” 與 “衰減損耗”。只要 按結(jié)構(gòu)選對順序、分階段逐步加力、及時復(fù)緊，就能讓螺栓 “擰得住、不松動”，成為設(shè)備可靠的 “守護(hù)者”。不過請再次謹(jǐn)記，實際操作要結(jié)合具體行業(yè)要求和規(guī)范對方法進(jìn)行調(diào)整

參考資料

• JGJ 82-2011《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接規(guī)程》
• GB 50755-2012《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》
• ASME PCC-1 2022 — Guidelines for Pressure Boundary Bolted Flange Joint Assembly
• GB/T 38343-2019《法蘭接頭安裝技術(shù)規(guī)定》
• GB/T 19568-2004《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝配和安裝規(guī)范》
• JB/T 5000.10-1998《重型機(jī)械通用技術(shù) 條件裝配》
• [0028 Elastic Interaction in Tightening Multiple Bolts]