导言

在机械设备中，构件或配件之间的连接有很多形式：焊接、铆接、粘结、过盈连接、螺栓连接等。但螺栓连接因其可重复装拆等众多优点而被广泛采用。螺栓的连接有布置方式（螺母在下和螺母在上）和不同配置（弹垫、平垫、单双螺帽）的区别，在建筑起重机的标准节连接螺栓上，人们对不同的布置方式和配置似乎存在一定的误区。以下就建筑起重机的标准节连接螺栓的布置方式和配置的不同做简单的讨论。

螺栓的布置方式

螺栓连接中螺母在上（朝外）或螺母在下（朝里）对普通机械设备而言只需考虑美观及操作方便，并能很好地实现连接功能即可，但对建筑用的垂直运输设备（塔式起重机、施工升降机）则应慎重考虑——因为垂直运输设备上的不恰当螺栓连接方式，可能引发一起机毁人亡的安全事故。

目前的现状：建筑起重机械标准节的连接螺栓有2种布置方式——螺帽在上和螺帽在下。在选用螺栓连接方式方面因安装单位不同，作业人员喜好不同而相当随意，毫无规范可言，甚至在同一标准节的同一连接截面都出现2种不同的螺栓布置方式。

为此，JGJ-《建筑施工升降机安装、使用、拆、卸安全技术规程》第4.2.21条的相关表述是：“连接件和连接件之间的防松、防脱件应符合使用说明书规定，不得用其他物件代替。对有预紧力要求的连接螺栓应使用扭力扳手或专用工具，按规定的拧紧次序，将螺栓准确地紧固到规定的扭紧值。安装标准节连接螺栓时，宜螺杆在下，螺母在上。”但JGJ-《塔式起重机的安装、使用、拆卸安全技术规程》的相关表述则没有涉及连接螺栓的方向。不管是施工升降机还是塔式起重机标准节的连接螺栓，不仅是“宜”螺杆在下，螺母在上，而且是“必须”螺杆在下，螺母在上。

其实按螺母的作用来看，不管是螺母在上还是螺母在下，其连接作用都一样，并没有太大区别，唯一的区别可能只是在于安装或拆卸时是否方便。但从设备的安全方面来考虑，则是大有区别。

螺栓的连接是一种可拆性连接，可拆性连接有松动的可能，所以不管是塔式起重机还是施工升降机，其连接标准节的螺母都有松动的可能，有人认为螺母在上时即使螺帽完全退出螺母，螺杆还在螺孔内仍然有连接作用。殊不知塔式起重机和施工升降机标准节连接螺栓都是受拉螺栓，螺母一旦松动，不管螺母在上还是螺母在下都失去了螺栓的连接功能，受力的只是剩下的未松动的连接螺栓。但当螺母在上，螺帽松动时，检查人员、司机很难观察到螺帽松动，有时甚至用手逐个摸都难以发现松动螺帽。而螺母在下则不存在这种弊端，一旦螺栓松动，在螺栓的重力作用下，会使螺栓头与螺孔接触面之间产生缝隙，检查人员稍微细心点就很容易发现螺母松动。

所以从安全角度而言，发现螺母松动并及时处理这一安全隐患即可有效避免因连接螺栓失效的安全事故发生。避免了安全事故的发生则可达到有效连接的目的，因此，螺栓在下的连接方式才是正确有效的连接布置方式。至于相应的规范应强制要求起重设备螺栓的连接方式应采用正确理想的连接布置方式，而不应该用一些模棱两可的含糊表述。

垫圈（平垫、弹垫）

垫圈通常可分为平垫和弹垫。大部分人认为垫圈是用来防松的，其实细心研究后会发现“不一定”。

平垫的作用如下：

（1）在螺栓需要经常拆卸的场合，为保护被连接件的表面不被划伤，一般需要在螺母或螺栓头处放置平垫圈；

（2）在一些要求比较精准的连接处，螺栓生产厂家需要对螺母和垫圈接触面进行相应的处理，以保证螺母与垫圈间的摩擦系数保持一致；

（3）当螺栓强度较高，被连接件的许用压应力较低时，为增大被连接件的承压面积，降低被连接件承压面的压应力，一般需要增加平垫圈；

（4）在一些场合，为保证2个连接件之间螺栓孔能完全贯通，需增加孔径来弥补螺孔的位置偏差，这时需增加平垫圈以补偿偏大的螺孔；

（5）有时为了安装调整方便，螺栓孔会加工成腰形孔，这样可采用加厚平垫圈在一定范围内调节构件的安装位置。

由上可知平垫在塔式起重机和施工升降机这种结构简单，制造粗糙的设备螺栓上似乎没有多大意义，更无从谈防松。

弹垫的作用如下：

（1）弹簧垫圈的主要作用是防松，一般用于对螺栓预紧力要求不高且动荷载较小的场合；

（2）当螺栓的夹持长度较短时，螺栓应力松弛比较明显，弹簧垫圈可弥补应力松弛。

但作为一种传统的防松结构，其防松性能很有争议。因为弹垫只是提前在螺母与机械之间提供一个预紧力，当压紧螺栓之后其预紧力就随之消失，并没有增大螺栓与机械间的摩擦力，其防松性能也无从谈起。有试验也表明，动荷载工况下，高强度螺栓连接弹簧垫圈几乎没有防松作用，还会引起螺栓夹紧力的快速衰减，另外，由于其材质的脆性缺点，国外已经很少把弹簧垫圈用在高强度螺栓连接上。因此在机械连接上弹簧垫圈的防松性能似乎也不是很大。

由此可见，塔式起重机和施工升降机标准节连接螺栓上的垫圈（弹垫、平垫）起不到螺栓防松的作用；在被连接2个标准节的螺栓上加垫圈相应地就增加了一道（垫圈与标准节螺孔面之间）间隙，这样反而会使螺栓更容易松动。所以在塔式起重机和施工升降机标准节连接螺栓上加垫圈（平垫、弹垫）不但多余而且还增加了标准节连接螺栓松动的风险。

双螺帽

机械设备的螺栓连接中螺栓的防松有很多种，双螺帽锁紧防松尽管有不足之处，但是目前公认使用最为广泛有效的还是双螺帽锁紧防松。双螺帽的防松操作有2种方法：副螺母顺向旋紧法和主螺母逆向旋紧法，在塔式起重机和施工升降机标准节连接螺栓上不推荐主螺母逆向旋紧法防松（其中的锁紧机理不再赘述）。采用副螺母顺向旋紧法锁紧防松有一重要的操作要领：按对角交错旋紧主螺母达到要求的预紧力后，应用扳手卡紧主螺母不动，同时旋紧副螺母；旋紧副螺母时主螺母必须保持不动，否则副螺母的防松效果会大打折扣。

结束语

当前市场上的现状是：绝大多数的建筑起重机械标准节的连接螺栓都配置了垫圈，有些甚至还配置了2个（2个平垫或一平一弹），螺栓的布置方式也多种多样，这样的现状让人担忧。螺栓虽小，但作用很大，特别是起重设备，稍不留意可能会酿成大祸。在塔式起重机和施工升降机的安装、使用和拆卸中要用到的螺栓很多，特别是标准节连接螺栓至关重要，所以在选择标准节连接螺栓的布置方式和防松方式时应认真、慎重。