膨胀螺丝的工作原理

点击数：832025-08-06 14:28:55　

膨胀螺丝（Expansion Bolt）是一种通过机械膨胀原理实现紧固作用的连接件，广泛应用于建筑、装修、机械安装等场景，能将物体牢固固定在混凝土、砖石等坚硬基础材料上。其工作原理可通过 “膨胀变形产生摩擦力与机械锁定” 来概括，具体拆解如下：

一、结构组成（核心部件）

膨胀螺丝由四部分组成，各部件的配合是实现膨胀紧固的关键：

螺杆：带有螺纹的金属杆，一端为螺栓头（用于扳手拧紧），另一端可连接螺母。

膨胀管（套管）：套在螺杆外侧的空心金属管，管壁通常有 1-2 条轴向切口（便于膨胀变形）。

锥度垫片（或锥形螺母）：位于膨胀管末端，与螺杆螺纹连接，截面呈锥形（小头朝向膨胀管内部）。

螺母：用于拧紧固定，将外力传递到锥度垫片和膨胀管。

二、工作步骤与原理

预先钻孔

在需要固定的基础材料（如混凝土、墙体）上，用钻头钻出一个与膨胀管未膨胀时直径匹配的孔（孔径略小于膨胀管最大膨胀后的直径）。

植入组件

将膨胀螺丝的整体组件（螺杆、膨胀管、锥度垫片）一同插入预先钻好的孔中，确保膨胀管完全进入孔内。

施加外力，触发膨胀

用扳手拧紧螺杆末端的螺母，此时锥度垫片会沿着螺杆的螺纹向膨胀管方向移动。由于垫片呈锥形，其大头会逐渐挤压膨胀管的内壁。

膨胀管变形，产生锁定

膨胀管因受到锥形垫片的挤压，会沿着管壁的切口向外扩张（膨胀），紧紧挤压钻孔的内壁。此时，膨胀管与基础材料之间产生巨大的摩擦力和机械咬合力，将整个螺丝组件 “锚定” 在孔内。

固定物体

当膨胀管完全膨胀并与基础材料牢固结合后，通过螺杆另一端的螺栓头或螺母，即可将需要固定的物体（如支架、设备、管道等）夹紧，实现稳定连接。

三、核心原理总结

膨胀螺丝的本质是利用 **“机械挤压导致的塑性变形”**，将原本松散的 “间隙配合”（螺丝与钻孔之间）转化为 “过盈配合”（膨胀后的套管与孔壁紧密贴合），从而借助摩擦力和孔壁的反作用力，抵消被固定物体的拉力、剪力或扭矩，达到紧固效果。

其优势在于：无需依赖基础材料的韧性（如木材可直接用钉子），仅通过自身结构变形即可在坚硬、脆性材料（混凝土、石材等）上实现高强度固定，且安装便捷、承载能力强。