【专业知识】弹簧垫圈防松效果解析，结论出乎意料

阅读数 786

专注于机械行业、专业、职业信息分享

服务于制造业百万工程师

推荐阅读

【见多识广】为什么工程师绘制的图纸都被称为“蓝图”？难道是蓝领画“蓝图”？

【专业英语】Lesson 5 Shafts and Associated Parts（轴和相关零件）

【电气知识】有刷电机 VS 无刷电机，究竟有啥区别？

【行业知识】工业机器人基础知识，给新入行的小伙伴

弹簧垫圈究竟防不防松？那我们今天就来探讨一下——

【专业知识】弹簧垫圈究竟能不能防松?结论是:一无是处的图1

弹簧垫圈防松原理

      弹簧垫圈的防松原理是在把弹簧垫圈的压平后，弹簧垫圈会产生一个持续的弹力，使螺母与螺栓的螺纹连接副持续保持一个摩擦力，产生阻力矩，防止螺母松动。同时弹簧垫圈的开口处的尖角分别嵌入螺栓和被连接件表面，从而防止螺栓相对于被连接件回转。
     

弹簧垫圈的防松效果怎么样？

弹簧垫圈在一般机械产品的承力和非承力结构中应用广泛，其特点是成本低廉、安装方便，适用于装拆频繁的部位。但是弹簧垫圈的防松能力很低！尤其在目前欧美各国要求高可靠性产品中采用率极低，特别是重要的承力结构连接部位早已被抛弃好多年。我们国家在军工方面还有部分应用，但已改进为不锈钢材料。据说，钢制弹簧垫圈在CASC早就是被禁止使用了！也说是很不安全，原因有两个：一是涨圈，二是氢脆。

弹簧垫圈防松案例

车桥主减速器与桥壳的连接使用10.9级M16×100螺栓，拧紧力矩为（280+20 ）N·m，使用高精度电动拧紧机拧紧。在有弹簧垫圈和没有弹簧垫圈两种状态下检测螺栓拧紧过程中力矩随转角的变化。对比力矩转角曲线，发现在有弹簧垫圈的情况下，一直有约10N·m的预紧力矩；而没有弹簧垫圈的情况下，螺栓在力矩显著上升前，力矩处于0N·m状态。

以此推断用约10N·m的螺栓预紧力矩就可以将弹簧垫圈完全压平。再通过用数显扭矩扳手检测，发现螺栓扭矩还未达到20N·m，弹簧垫圈已经完全被压平，验证了上述推断的正确性。

分析以上两点说明，弹簧垫圈只能提供10N·m的弹力，而10N·m的弹力对于280 N·m的螺栓预紧力矩来说可以忽略，其次，这么小的力，不足以使弹簧垫圈切口处的尖角嵌入螺栓和被连接件表面。折卸后观察，螺栓和被连接件表面都没有明显的嵌痕。所以，弹簧垫圈对螺栓的防松作用可以忽略。

另外，在螺栓与被连接件之间增加一个垫圈，如果垫圈质量有问题，相当于给螺栓连接又增加了一个安全隐患。

综上所述，当螺栓扭矩较大时（大于200N·m），用弹簧垫圈给螺栓防松的方式弊大于利。为此，在冲击、振动和变载的作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，连接有可能松脱。

同时，美国宇航局（NASA）也发现了开口弹簧垫圈的问题，在NASA标准中在锁紧螺母一章中，这样写到：“典型的螺旋弹簧垫圈…在螺栓紧固的时候起到弹簧的作用。可是，当螺栓被完全紧固的时候，垫圈一般来讲是变平了。在这个时候，完全可以将它当作一体平垫圈，它的锁紧功能根本不存在。总而言之，这种类型的锁紧垫圈对于锁紧而言，一无是处。”原文节选，参见下图。

不过也有专业人士表示不认同这种说法。大家怎么看？

免责声明：本文系网络转载，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删除！文中内容仅代表作者个人观点，转载不同于本平台认同或者持有相同观点。

配套资料分享公众号

今日分享资料：

1、【产品设计资料】3000套PLC实例程序打包下载

2、【小工具】齿轮相关计算小工具

3、【机械类书籍】齿轮手册2000版上下册打包下载

4、【软件资料】matlab视频教程打包下载

5、【工程软件】Autocad2013软件的下载与安装

6、【工程软件】Autocad2014软件的下载与安装

7、【工程软件】Autocad2015软件的下载与安装

8、【工程软件】Autocad2016软件的下载与安装

【专业知识】弹簧垫圈究竟能不能防松?结论是:一无是处的图4

加微信：15311423147

申请加入机械工程师微信群！

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删

武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks 等。

返回上级列表