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弹簧垫圈防松的工作原理解析

分类: 每日文章 发布时间:23-11-09 浏览量:78

弹簧垫圈的原理是防止螺母松动。压平后,弹簧垫圈产生持续的弹力,使螺母与螺栓之间保持摩擦力,产生阻力矩,防止螺母松动。同时,弹簧垫圈的开口尖角嵌入螺栓和被连接件表面,防止螺栓回转。在国家标准中有详细说明。

六角开槽螺母是为了与螺杆末端带孔的螺栓配合使用,防止螺母自动松动,主要用于振动或交变载荷的场合。

在机械设计和制作中,避免螺母自动松动的方法包括:加弹簧垫圈、使用六角开槽螺母和开口销、加垫止动垫圈、将钢线插入六角螺栓的六角头开孔。

弹簧垫圈通常用于有震动的装备上的紧固件,如电机与机座连接的螺栓。一般来说,法兰上不需要加弹簧垫圈,具体是否需要根据管道介质和流通情况来决定。

与弹簧垫圈相比,平垫圈没有防松功能。它的作用是增大接触面积,防止螺栓与工件的摩擦,保护连接件表面,防止螺栓划伤工件。

对于依靠压紧产生摩擦力传递动力的重要连接部位,不宜使用弹簧垫圈,因为它会降低连接的刚性。而在强烈震动、脉冲和介质温度波动较大的情况下,必须使用弹簧垫圈。

由于弹簧垫圈的防松能力有限,在一些高可靠性产品中很少使用,尤其是对于重要的承力结构连接部位。在我国的军工领域仍有部分应用,但已改进为不锈钢材料。钢制弹簧垫圈在中国航天科技集团公司早已被禁止使用,因为它存在涨圈和氢脆等安全隐患。

车桥主减速器与桥壳的连接使用M16×100螺栓,在有弹簧垫圈和没有弹簧垫圈的情况下,检测到螺栓拧紧过程中的力矩变化。结果显示,在有弹簧垫圈的情况下,仍有约10N·m的预紧力矩;而没有弹簧垫圈时,螺栓在力矩明显上升之前,力矩处于0N·m状态。这表明弹簧垫圈只能提供10N·m的弹力,对于280N·m的螺栓预紧力矩来说,可以忽略不计。此外,弹簧垫圈的力量不足以让其尖角嵌入螺栓和被连接件表面,折卸后观察,没有明显的嵌痕。因此,弹簧垫圈的防松作用可以忽略。

在螺栓与被连接件之间添加垫圈,如果垫圈质量有问题,会增加螺栓连接的风险。

综上所述,当螺栓扭矩较大时(大于200N·m),使用弹簧垫圈的防松方式弊大于利。在冲击、振动和变载作用下,预紧力可能会消失,连接可能松脱。

美国宇航局(NASA)也发现了开口弹簧垫圈的问题,在其标准中指出,当螺栓完全紧固时,垫圈变平,无法起到锁紧的作用。因此,这种类型的锁紧垫圈对于锁紧来说是无效的。

需要注意的是,文章中援引的案例说明,弹簧垫圈的防松能力很低,这在一般机械产品中广泛应用,尤其是要求高可靠性的产品中很少使用。弹簧垫圈仅适用于装拆频繁的部位,成本低廉、安装方便。在一些特殊情况下,如军工领域,也会使用不锈钢材料的弹簧垫圈。总之,在使用弹簧垫圈时,需要根据具体情况来决定是否合适。

文章链接:https://www.tc9008.com/909.html
文章标题:弹簧垫圈防松的工作原理解析
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