一、超级螺母的组成

超级螺母又称多级顶推螺母，它是由一个中心螺母和一个周围带有一圈卫星小螺栓的顶推螺栓及一个硬质垫圈组成，如图1所示。

超级螺栓还有另外一种型式，它是由一个中心螺栓和一个周围带有一圈卫星小螺栓的顶推螺栓及一个硬质垫圈组成，如图2所示。

有时也将第一种型式的超级螺母称为超级螺栓，其正式定义为顶推张紧装置，它可直接用来替代现有的六角螺母，便于区分，本文将图1型式称为超级螺母，图2型式称为超级螺栓。

二、超级螺母具体工作原理

(1)通过拧紧顶推螺栓，产生较大的轴向顶推力。顶推力直接作用在硬质垫圈上。顶推螺栓摩擦直径小，因此可以用较小的扭矩来实现较大的顶推力；

(2)负载被传递到已经手动安装在主螺栓上的螺母主体上；

(3)硬质垫圈用来传递推力，同时保护法兰面；

(4)数个顶推螺栓的轴向顶推力和主螺栓头的反向作用力一起在法兰上产生了一个巨大的夹紧力；

(5)顶推螺栓的轴向顶推力在主螺栓上产生一个相同大小的拉力。

对于普通螺栓紧力过高，由此产生的螺纹咬死（金属粘连）是常见问题。通过观察可以发现，螺纹粘连的区域基本上发生在螺母下部两三牙，这是由于预紧力过高导致的应力集中。应力释放功能是超级螺母的另一大特性，顶推螺栓与主螺栓产生的力相互作用，产生了弯曲力矩，在超级螺螺母上，弯曲力矩呈现为圆周形，由此在超级螺母上产生的应力为圆周应力。圆周应力使得超级螺栓底部直径增大，而上部直径缩小。这种伸缩运动起到释放应力集中、提高静态负载、防止出现螺纹咬死（金属粘连）的作用。

三、超级螺母的使用方法及注意事项

由于超级螺母的结构特点可知，安装及拆卸也必须严格按照技术要求执行，步骤如下：

1.准备工作

(1)确认顶推螺栓使用了二硫化钼或其他润滑脂；

(2)确认所有顶推螺栓压紧端均未突出超级螺母底部；

(3)润滑主螺栓螺纹；

(4)将硬质垫片安装在主螺栓上；

(5)用润滑脂润滑硬质垫片表面或顶推螺栓压紧端。

2.超级螺母的紧固

第一步：用手将超级螺母拧在主螺栓上直至底部接触到硬质垫片，然后反向旋转45±15°，保证主螺纹处于完全自由状态； 

第二步：按图5所示位置，使用50%的额定扭矩分别对称紧固位置1-1、位置2-2的两组螺钉； 

第三步：按下图所示位置，使用50%的额定扭矩按顺序分别对称紧固位置3-3、位置4-4、位置5-5、位置6-6的四组顶推螺栓； 

第四步：使用75%的额定扭矩重复第二步；

第五步：使用75%的额定扭矩重复第三步；

第六步：使用100%的额定扭矩重复第二步；

第七步：使用100%的额定扭矩，按顺时针方向紧固其余顶推螺栓；

第八步：全部顶推螺栓紧固完成后，复查所有顶推螺栓的紧固程度，最终紧固扭矩要求为额定扭矩的100%-105%。

3.超级螺母的拆卸

在拆卸超级螺母时应注意逐步卸去每个顶推螺栓上面的扭矩，绝不允许一次性卸掉某一个顶推螺栓的全部扭矩。拆卸时需要添加润滑脂帮助拆卸。从1号螺钉开始，以圆周顺序，将每个顶推螺栓最多拧松1/4圈，请勿拧到松动的程度。至少分三次，完全解除顶推螺栓的压力。超级螺母的顶推螺栓全部松开后，可以用手取下超级螺母。安装拆卸过程时，要注意防止划伤主螺纹，必要时候可以采用加热的方式来促进拆卸速度。

4.维护及其他注意事项

按照正确的方法拧紧，超级螺母即使在使用多年后，其预紧力也不会松开。但是，我们仍然建议每次检维修时，检查螺母的预紧力。使用一把调至允许拧紧扭矩100%的扭矩扳手。不允许一次性将超级螺母的单个顶推螺栓紧固到额定扭矩。拆卸下超级螺母后，有时会发现硬质垫圈出现百分之几毫米的凹痕，属正常现象，硬质垫圈仍然可以使用，翻转即可。

参考文献：

[1]张艳芳,伦小波,强向红.超级螺栓的应用[J].甘肃冶金,2013,35(04):121-122.

[2]朱朋飞,赵培锋,王力全.超级螺母的应用[J].煤矿机械,2019,40(04):122-123. 

[3]戴放.超级螺栓及其特点[J].设备管理与维修,2009,(08):33-34.

[4]马天骄,刘磊,张秋颖,高玉林.超级螺母技术在往复式压缩机活塞体结构中的应用[J].中国科 技纵横,2019,(10):46-47

来源：加氢设备工程师

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