彈簧墊圈防松嗎? 今天我們來討論一下:
彈簧墊圈防松原理
彈簧墊圈的防松原理是壓平彈簧墊圈后,彈簧墊圈會產(chǎn)生持續(xù)的彈性,使螺母與螺栓的螺紋連接器保持摩擦,產(chǎn)生阻力矩,防止螺母松動(dòng)。同時(shí),螺栓和連接器表面嵌入彈簧墊圈開口的尖角,防止螺栓與連接器相比旋轉(zhuǎn)。
彈簧墊圈的防松效果如何?
彈簧墊圈廣泛應(yīng)用于一般機(jī)械產(chǎn)品的承載力和非承載力結(jié)構(gòu),具有成本低、安裝方便、安裝拆卸頻繁的特點(diǎn)。但彈簧墊圈的抗松性很低!特別是目前,歐洲和美國對高可靠性產(chǎn)品的要求非常低,特別是重要的承載結(jié)構(gòu)連接部件已經(jīng)被拋棄多年。我國在軍事工業(yè)中仍有部分應(yīng)用,但已改進(jìn)為不銹鋼材料。據(jù)說鋼彈簧墊圈在那里CASC早已被禁止使用!也說是很不安全,原因有兩個(gè):一是漲圈,二是氫脆。
彈簧墊圈防松案例
橋主減速器與橋殼連接10.9級M16×擰緊力矩為100螺栓( 280 20 )N·m,使用高精度電動(dòng)擰緊機(jī)擰緊。檢測螺栓擰緊過程中扭矩隨轉(zhuǎn)角的變化,有彈簧墊圈和無彈簧墊圈。對比扭矩轉(zhuǎn)角曲線,發(fā)現(xiàn)彈簧墊圈約10N·m預(yù)緊力矩;在沒有彈簧墊圈的情況下,在力矩顯著上升之前,螺栓的力矩為0N·m狀態(tài)。
推斷用約10N·m螺栓預(yù)緊力矩可以完全壓平彈簧墊圈。然后用數(shù)顯扭矩扳手檢測到螺栓扭矩還沒有達(dá)到20N·m,彈簧墊圈已完全壓平,驗(yàn)證了上述推斷的正確性。
分析以上兩點(diǎn),彈簧墊圈只能提供10個(gè)N·m的彈力,而10N·m280 的彈性N·m螺栓的預(yù)緊力矩可以忽略不計(jì)。其次,如此小的力不足以將螺栓和連接件表面嵌入彈簧墊圈切口的尖角。拆卸后,螺栓和連接件表面無明顯嵌痕。因此,可以忽略彈簧墊圈對螺栓的防松性。
此外,在螺栓和連接器之間增加墊圈,如果墊圈質(zhì)量有問題,相當(dāng)于增加螺栓連接的安全風(fēng)險(xiǎn)。
綜上所述,當(dāng)螺栓扭矩較大時(shí)(大于200N·m),用彈簧墊圈防止螺栓松動(dòng)的方法弊大于利。因此,在沖擊、振動(dòng)和變載的作用下,預(yù)緊力可能在某一時(shí)刻消失,連接可能松動(dòng)。
與此同時(shí),美國宇航局(NASA)也發(fā)現(xiàn)了開口彈簧墊圈的問題,在NASA標(biāo)準(zhǔn)在鎖緊螺母一章中寫道:典型的螺旋彈簧墊圈…當(dāng)螺栓擰緊時(shí),它起到彈簧的作用。然而,當(dāng)螺栓完全擰緊時(shí),墊圈通常會變平。此時(shí),它可以作為一個(gè)平墊圈,其鎖緊功能根本不存在。總之,這種類型的鎖緊墊圈對鎖緊毫無用處。原文摘要見下圖。
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