螺栓连接中平垫片与弹簧垫片的选用
绅士的酱肘子
2023年12月15日 10:46:17
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螺栓连接会使用到平垫片和弹簧垫片,应该如何选用呢?本文分享相关螺栓连接设计的知识。 #1 平垫片   平垫片常常用于减少摩擦、防止泄漏、隔离、或分散表面压力。 可保护连接件不被表面划伤,如果螺栓头端面与零件直接接触,接触面会产生很大的压应力,过大的压应力可能导致零件材料破坏或压溃,因此可以在螺栓头和零件之间增加一个垫片,来分散来自螺栓头的压力。

螺栓连接会使用到平垫片和弹簧垫片,应该如何选用呢?本文分享相关螺栓连接设计的知识。

#1 平垫片

 

平垫片常常用于减少摩擦、防止泄漏、隔离、或分散表面压力。

可保护连接件不被表面划伤,如果螺栓头端面与零件直接接触,接触面会产生很大的压应力,过大的压应力可能导致零件材料破坏或压溃,因此可以在螺栓头和零件之间增加一个垫片,来分散来自螺栓头的压力。

 

为了保证两个连接件之间螺栓孔能一一对应,需要增加孔的直径以补偿孔的位置度偏差,螺栓孔超出标准要求时就需要增加平垫片;

有时为了安装调整方便,螺栓孔会制成长孔,这样可以在一定范围内调节工件的安装位置,当用长孔时,建议增加平垫片。

#2 弹簧垫片

 

弹簧垫片的防松原理是在把弹簧垫片的压平后,弹簧垫片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。

同时弹簧垫片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。

实际上,弹簧垫片不仅不能“紧固/防松脱”,在某些情况下(比如横向振动)还会使得紧固(螺钉、螺母、螺栓等)安装情况变差,变得更容易松脱

与按照规定扭矩紧固螺丝时产生的轴向力相比,弹簧垫片的弹力非常小,当弹簧垫片的弹力开始发挥作用的时候,恐怕螺丝早已处于松动状态了。

举例来说,强度等级为10.9的M8钢铁材质内六角螺栓,其容许最大轴向力为23,000N,而压缩M8用弹簧垫片所需要的力约为500N,差别很大。

而且,要想通过卡嵌起到防松效果,紧固对象的材质应该比垫片软。

另外,“卡嵌”会损伤座面,并不适合拆装频繁的部位。为了防止座面损伤,一般来说,弹簧平垫片和普通垫圈是配合使用的,但这样一来,卡住的平垫片也会跟着一起旋转,几乎起不到防松的效果。

有实验表明,动载荷工况下,高强度螺栓连接弹簧垫片几乎没有防松作用,还会引起螺栓夹紧力的快速衰减。

目前,大量测试已经确认弹簧垫片对于防松效果不大,所以,对于预紧力比较高的拧紧场合,连接比较重要的场合,不推荐使用弹簧垫片。

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