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开口弹垫圈真的能防松吗?

发表时间:2020-2-25 9:31:55  作者:三圆  来源:三圆  浏览量:799

从理论上说,开口弹簧垫圈是在螺栓紧固的时候被压平的,然后其尖锐的角会嵌入到螺母和被夹持物表面中,进而防止螺栓反方向旋转,起到防松作用。但是在实际中,开口垫圈在无法嵌入坚硬表面的时候,根部不能起到防松的作用;这个问题来自:开口垫圈可以被看作是一种“劣质”弹簧,在螺栓额定轴力达到10%数量级的时候它就会被压平。

唯一开口垫圈有用的地方就是被夹持物具有比较软、容易变形的表面,譬如说:木头;在这种场景,开口垫圈的尖锐的边角才能发挥作用。关于开口弹簧垫圈的不利证据是在上个世纪60年代,一个叫做Gerhard Junker的德国人发现的GerhardJunker发现横向振动远比轴向振动更能让螺栓副松弛,见图1;进而他发明了横向振动台,从此来评价螺栓副的防松特性,此横向振动台的组成参见图2。他使用横向振动台做实验的时候,发现螺栓和开口弹簧垫圈的组合使用还不如单个螺栓的独立使用呢,不仅如此,他还发现弹簧垫圈不仅不能使的防松效果不能提高,恰恰相反,它还起到了更容易使得螺栓副松弛的作用,参见下图:


图1 横向振动比轴向振动更能让螺栓松脱



图2 由Gerhard Junker的原始设计发展起来的横向振动台基本组成



图3 横向振动试验中螺栓+开口弹簧垫圈的组合还不如单独一个螺栓的使用


美国宇航局(NASA)也发现了开口弹簧垫圈的问题,在NASA标准中对此大加抨击,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,参见图4:


图4 NASA对开口弹簧垫圈的评价简直就是在辱骂


网友道依茨:
1.控制好酸洗时间可以避免氢脆。2.弹簧垫用的时间长有沤断情况完成失效,本人亲自见过。3.用螺纹胶水可以代替,经常拆用222,不拆用273。还能避免微动磨损带来的隐患。4.垫和六方做到一起的,叫六角法兰面螺栓/螺母。GB/16674。弹簧垫除了确实随着技术进步,确实没啥用了。

网友術:
关于这个问题,查了很多资料。德国教材慕斯所著《机械设计》中提到,大于6.8级无效。日本工程师《螺纹紧固工程》给出明确解释,预紧力超过弹簧垫圈弹性变形,防松无效。

网友老猫:
我的经验,螺钉不大(M6以内)的情况下,弹垫防松效果还不错,冲击、振动、高低温、加速度实验都没问题。如果直径比较大的,建议加适量螺纹胶,或者用其他方式。

网友王哥:
在动态环境下,螺丝因为振动被瞬间拉长并迅速回弹,这过程中,螺丝会有一瞬间是零压力的状态,在恢复压力的时候会顺着螺纹斜度有一个小角度的回转,时间长了就会松掉。防松垫圈可以随时保持螺丝的压力。同时防止反转。不需要多大的压力。

网友峨眉论剑:
我们钢结构建筑也不用了,主要节点连接都要12.9级不锈钢螺栓,预紧力都超过1000N 了。

网友平垫哥:
我以前也用弹垫圈,总是松动,后面换成厚的钢平垫或者取消不用,很少松动了。

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