机械设计实践 使用弹簧垫圈 探讨
弹簧垫圈的作用
弹簧垫圈的作用弹簧垫圈是一种非常常见的工程部件，它的作用是支撑、增强动力、减少摩擦、抵消冲击以及改善联接件的结构。
它的应用广泛而深远，它能够改善机械物体的性能，提高其机械能力、耐久性，甚至可以用来抗击震动和振动，从而改善机械执行过程中的比较精确性。
弹簧垫圈有多种形状和尺寸，其中通常有普通弹簧垫圈、紧凑弹簧垫圈、高强度弹簧垫圈和蜗壳弹簧垫圈等。
各种形状的弹簧垫圈的安装方法也不尽相同，一般而言，它们可以采用冷弯、挤压、热压、拉延以及其他技术来安装。
弹簧垫圈的主要作用是支撑、增强动力、减少摩擦、抵消冲击以及改善联接件的结构。
首先，它可以支撑联接件，减少因各种外部载荷而出现的振动；其次，它可以增强联接件的动力，使其表现更佳；另一方面，它还可以减少联接件之间的摩擦以及抵消冲击，从而使机械物体的驱动更加稳定可靠；最后，它还可以通过调整联接件的结构，提高机械物体性能。
弹簧垫圈的应用十分广泛。
它们可以广泛应用于机械设备、机电设备、空调设备、汽车发动机以及一些其他结构元件中。
它们可以用来改善机械物体性能，提高其机械能力、耐久性，甚至可以用来防止震动和振动，从而改善机械执行过程中的比较精确性。
此外，弹簧垫圈还有一些不务正业的用途，比如用来作为噪声隔离，从而缓解噪声的影响；还可以用来抑制电磁干扰，从而提高设备的工作性能；另外，它们也可以应用到火车以及汽车等载具的悬挂系统中，以减轻车辆的抖动，从而提高出行的安全性和舒适性。
从上述介绍可以看出，弹簧垫圈在机械设备和机电设备中发挥了重要作用，它可以增强机械物体的性能，提高机械能力、耐久性，抗击震动和振动，从而改善机械执行过程中的比较精确性。
在一些特殊的用途中，弹簧垫圈同样可以发挥重要作用，比如降低噪声对设备的影响，抑制电磁干扰以及改善车辆的抖动等。
因此，弹簧垫圈是一种非常普遍而重要的工程部件，其应用十分广泛而深远。
弹簧垫圈原理
弹簧垫圈原理弹簧垫圈是一种常见的机械密封元件，其原理主要是利用弹性变形来实现密封作用。
在工程实践中，弹簧垫圈被广泛应用于各种机械设备和工程结构中，起着重要的密封和连接作用。
本文将从弹簧垫圈的结构、原理和应用等方面进行介绍。
首先，我们来看一下弹簧垫圈的结构。
弹簧垫圈通常由金属材料制成，其形状类似于一个圆环，可以分为单层和多层结构。
单层弹簧垫圈由一根金属线材绕成，而多层弹簧垫圈则由多根金属线材叠加而成。
在实际应用中，弹簧垫圈的结构形式多种多样，但其基本原理都是利用弹性变形来实现密封作用。
其次，我们来了解一下弹簧垫圈的原理。
弹簧垫圈的密封原理主要是利用其弹性变形的特性。
当弹簧垫圈受到外部载荷作用时，会产生弹性变形，从而对连接部位形成一定的压力，实现密封作用。
在机械设备中，弹簧垫圈通常被安装在螺栓、螺母等连接部位，起到填充和密封的作用。
在工程结构中，弹簧垫圈也常被用于减震和缓冲作用。
最后，我们来探讨一下弹簧垫圈的应用。
由于其密封可靠、安装方便等优点，弹簧垫圈被广泛应用于机械设备、汽车、航空航天、船舶等领域。
在工程结构中，弹簧垫圈也常被用于管道连接、阀门密封等场合。
在实际应用中，选择合适的弹簧垫圈对于保障设备的正常运行和延长设备的使用寿命具有重要意义。
总的来说，弹簧垫圈作为一种重要的机械密封元件，其原理简单而实用。
通过本文的介绍，相信读者对弹簧垫圈的结构、原理和应用有了更深入的了解。
在实际工程中，合理选择和使用弹簧垫圈，可以有效提高设备的密封性能和可靠性，值得工程技术人员的重视和研究。
浅谈如何使用碟簧垫圈提高螺栓连接疲劳强度
浅谈如何使用碟簧垫圈提高螺栓连接疲劳强度作者：都星妍刘辉来源：《中国科技博览》2013年第21期[摘要]碟簧垫圈的使用及其摩擦阻力引起的内耗，使螺栓连接中被连接件获得在加载和卸载过程分离的特性。
同时，连接元件的随动性下降，发生变形滞后于受力的非同步现象，形成交变载荷作用下的动态刚度。
本文对传统弹性元件在螺栓连接中的作用机理做一个重要的修正，对机械工程设计有重要的导向作用。
[关键词]碟簧；垫圈螺栓；疲劳强度中图分类号：TH131.3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0309-01螺栓联接是一个超静定系统，其中各零件所受载荷的分配情况取决于系统中零件的相对刚度。
由于目前紧固件的减少远远超过其制造加工所带来的成本增加的经济效应。
尤其对于承受重载的重要螺栓联接，更是一个值得注意的问题。
螺纹连接件是紧固件中最重要的类型，螺纹连接的可靠性是非常重要的，其结构简单，安装方便，应用十分广泛。
螺栓承受变化的载荷和冲击载荷，采用弹性螺栓对加工工艺的改进和优化，从而改善锚杆应力条件，适应不同的连接件结构，材料特性以及复杂应力的要求。
一.弹性螺栓的基本形式及材料近年来，随着航空航天技术的高速发展，对外合作交流的增多，国外不少新的连接结构及成型、强化等理论已被引进并应用，紧固件连接技术发展迅速。
但由于国内加工条件，技术水平的限制，很多新的紧固件的应用还不广泛，也最要到海外收购。
直到最近几年，专业生产的不断加强，新材料，新工艺的使用不断，紧固件制造水平才是大幅度提高，其新的紧固件设计和应用可以更加广泛和多样化。
弹性螺栓是一种减少杆疲劳螺栓，约为线芯截面积90%的杆部的规划面积，螺杆的灵活性大，可以提高锚杆应力状态，提高疲劳性能。
不仅弹性螺栓降低温度对螺栓强度的影响，也适用于承受大的交变载荷，振动大的位置。
虽然弹性螺栓紧固件的大小，结构简单，但其冶金质量，疲劳性能是不容忽视的。
合理选材是我们设计可靠性高的连接螺栓的主要措施之一。
弹簧垫圈的作用及原理
弹簧垫圈的作用及原理弹簧垫圈是一种常用的机械弹性元件，主要用于缓冲、减震、保护和调整载荷等方面，具有广泛的应用领域。
下面将详细介绍弹簧垫圈的作用及原理。
作用：1.缓冲作用：弹簧垫圈可以在机械装置中起到缓冲作用，使系统在受到外力作用时能够吸收和减轻冲击力，避免因为外力的突然变化而对装置造成损害。
2.减震作用：弹簧垫圈能够分担和吸收机器运动时产生的冲击和振动力，减少震动的传导，从而保护机器部件的完整性和正常工作。
3.保护作用：弹簧垫圈可以在机械装置中起到保护作用，防止由于松动、腐蚀、振动等因素导致的装置失效或破坏。
4.调整载荷作用：通过更换不同厚度、直径和材料的弹簧垫圈，可以调整载荷分布均匀性，并改变力的传递路径，达到适合不同工作条件和要求的目的。
原理：1.弹性变形原理：弹簧垫圈在外力作用下会发生弹性变形，即压缩或拉伸，使其存储弹性势能。
当外力消失时，弹簧垫圈会恢复到原来的形状和尺寸。
这种弹性变形和恢复的特性使弹簧垫圈具有吸收冲击和振动能量的能力。
2.尺寸压缩原理：弹簧垫圈在安装时通常被压缩至初始高度的一部分，这样就可以在受到外力的作用时更有效地发挥其缓冲和减震作用。
通过调整压缩量可以控制弹簧垫圈的刚度和弹性特性。
3.弹簧力原理：弹簧垫圈的力学特性主要与其材料和几何形状有关。
不同材料的弹簧垫圈具有不同的刚度和变形特性，可以选择合适的弹簧垫圈来满足不同载荷和工作条件下的要求。
弹簧垫圈的刚度和弹性特性决定了它对外力的吸收和反作用的能力。
4.变形限制原理：弹簧垫圈具有一定的变形极限，当外力超越这个限制时，就会导致弹簧垫圈的破坏。
因此，在设计和选择弹簧垫圈时需要考虑到外力的大小和频率，以及弹簧垫圈的材料强度和变形限制。
总之，弹簧垫圈通过其弹性变形和恢复的特性，可以吸收和减轻冲击力和振动力，起到缓冲、减震、保护和调整载荷的作用。
这需要合理选择适合工作条件和要求的弹簧垫圈，确保其材料、几何形状和刚度等特性与应用需求相匹配。
弹簧垫圈的作用及原理【详解】
在各类机械连接件中,螺栓的防松是一个很重要的环节。
生活中有很多方法来预防螺栓松动,其中就包括使用弹簧垫圈来防松。
弹簧垫圈在螺丝行业,常叫为弹垫。
那么为什么它会被频繁使用呢,这得从弹簧垫圈的作用及原理说开去。
一、弹簧垫圈的作用:弹簧垫圈的基本作用是在螺母拧紧之后给螺母一个力,增大螺母和螺栓之间的摩擦力!也就是为了防止运行中的设备震动造成紧固螺栓的松动,而增加的一种防护措施。
二、弹簧垫圈的防松原理:弹簧垫圈的防松原理是在把弹簧垫圈压平后,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,从而防止螺母松动。
同时弹簧垫圈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。
然而,实践证明,弹簧垫圈只能提供10 N/m的弹力,而10 N/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。
从弹簧垫圈的作用及原理来看,用弹簧垫圈来防松并不是一种很好的防松方法,还是该寻找一种比较理想的靠增加摩擦阻力矩的防松方法。
扩展资料:用途：弹簧垫圈装置在螺母下面用来防止螺母松动。
在国家标准中都有说明。
六角开槽螺母是专供与螺杆末端带孔的螺栓配合使用，以便把开口销从螺母的槽中插入螺杆的孔中，防止螺母自动回松，主要用于具有振动载荷或交变载荷的场合。
在机械设计、制作中防止螺母（或螺栓）自动回松的方法有：1.加垫弹簧垫圈；（简单易做）2.用六角开槽螺母+开口销；（同比增加了加工工序）3.加垫止动垫圈；（同比增加了加工工序）4.六角螺栓的六角头开孔插入钢线。
（同比增加了加工工序）弹簧垫圈用于防松，比如电机与机座连接的螺栓一般要加弹簧垫，因为电机震动如果没有弹簧垫，螺母会松动一般带有震动的装备上的紧固件上装有弹簧垫片,法兰上一般不需加垫片！法兰上加不加弹簧垫片和管道流通的介质有关系,如果容易产生脉冲的,最好加弹簧垫片,还有高速流体,口径变化频繁.不要一概而论.有些阀门上,填料函压盖法兰都需要加弹簧垫片的. 弹簧垫片快易优自动化选型有收录。
弹性元件在机械装置中的应用研究
弹性元件在机械装置中的应用研究引言：机械装置是现代工业中不可或缺的一部分，而在这些机械装置中，弹性元件的应用起到了至关重要的作用。
弹簧、密封圈、橡胶垫片等弹性元件在机械装置中的应用，不仅可以提高装置的性能和效率，还能减轻装置的负荷，降低噪音和振动。
本文将以弹性元件在机械装置中的应用为主题，从实际案例出发，探讨其在不同装置中的具体应用和研究进展。
一、弹簧在机械装置中的应用弹簧是最常见的一种弹性元件，在机械装置中的应用广泛且重要。
以汽车悬挂系统为例，弹簧能够通过调节其刚度和形状，实现对车辆的缓冲、减震和支撑等功能。
在高速公路行驶中，弹簧可以减少车辆跳跃和颠簸，提高车辆的平顺性和稳定性。
而在复杂的山路或不平整的地面行驶中，弹簧又能够有效吸收路面的冲击力，保护车辆和乘客的安全。
同时，在其他机械装置中，弹簧也起到了重要的作用。
例如，在打印机中，打印头上的弹簧可以确保墨水喷射的均匀和稳定，保证打印质量；在自动贩卖机中，弹簧能够保持货物的压力，确保货物正常下落。
可以说，弹簧的应用使得机械装置更加智能化和高效化。
二、密封圈和橡胶垫片在机械装置中的应用除了弹簧，密封圈和橡胶垫片也是机械装置中常见的弹性元件，它们在密封和防水方面起到了重要的作用。
以工业机械设备为例，液压缸中的密封圈能够防止液压油泄露，保证设备的正常运行。
橡胶垫片则常用于阀门、管道连接处等，它能够有效防止流体泄漏，提高装置的安全性和可靠性。
此外，在电子设备和家用电器中，密封圈和橡胶垫片也广泛应用于电池盖、可移动传送带等部件，起到了密封和防尘的作用。
三、弹性元件的研究进展弹性元件在机械装置中的应用是一个不断发展和创新的领域。
在过去的几十年里，研究人员不断探索和改进弹性元件的设计和制造技术，提高其性能和可靠性。
例如，有学者提出了一种新型的弹簧设计，采用了复合材料和纳米技术，使得弹簧的力学性能得到了明显提高。
这种弹簧不仅具有更高的刚度和耐久性，还能够抵抗腐蚀和高温环境带来的损害。
弹簧垫圈
使用弹簧垫圈探讨时间:2010-04-29 14:29 作者:东光前李弹簧厂点击: 379次在《机械设计手册》（化学工业出版社）对弹簧垫圈工作原理及使用是这样介绍的：依靠弹簧垫圈在压平后产生的弹力及其切口尖角嵌入被联接件及紧固件支承面起防松作用。
结构简单、成本低、使用简便。
GB/T 93、GB/T 859和GB/T 7244等传统使用的弹簧垫圈，由于弹力不均，也不十分可靠，多用于不甚重要的联接，广泛用于经常拆开的联接处。
（而《机械工程师电子手册》对弹簧垫圈介绍是：由于弹力不均，也不十分可靠，多用于不甚重要的联接。
对联接表面不允许划伤和经常拆卸的场合不宜选用。
）《机械设计手册》是这样介绍平垫圈（G8/T 97.1—1985）的：一般用于金属零件，以增加支承面，遮盖较大的孔眼，以及防止损伤零件表面。
前面所提的两位老工程师谁也没说服对方，实际上他们的这种争论现在工作中依然经常能听到。
在一些机械设备的论坛中也常看到讨论。
单弹垫使用论者：弹垫的开口容易嵌入螺母及工件，真正起到防松的目的。
如果下面增加平垫会大大消减其防松效果。
因为加了平垫之后，弹簧垫的切口尖角不是嵌入被联接件而是卡在平垫上了，如果平垫与工件之间摩擦力不够大，更容易松扣了，增加了一个摩擦面，增加了一个不稳定的因素。
平垫和弹垫使用论者：一起使用能做到不损伤工件表面，弹垫可以防松，平垫能使产品的受力面积增加，来减小零件表面压强。
很多公司的产品都是平垫与弹簧垫一起使用的。
“实践是检验真理的唯一标准”。
也有考虑更细的人，分类考虑：机械要紧固的话，只用弹垫，尤其对于硬度较好的黑色金属零件直接用弹簧垫更能防松防逆转（前题是对工件表面损伤无要求）；如果螺栓孔比较大可以配合平垫使用。
如果被联接件硬度较软（如有色金属零件），也须配合平垫使用，以防破坏零件表面（只能用于振动不大的场合）；当靠预紧力保证连接时，只用平垫圈，不用弹簧垫圈。
另外，还有一个新的论点，就是螺栓联接防松不使用弹簧垫圈，甚至不使用平垫。
弹簧材料在机械设计中的优化
弹簧材料在机械设计中的优化弹簧是一种非常常见的机械零件，广泛应用于各种机械装置中。
在机械设计中，对于弹簧材料的选择和优化是非常重要的。
本文将探讨弹簧材料在机械设计中的优化。
弹簧的作用是通过承受和释放外部力量来实现机械装置的运动和控制。
在机械设计中，弹簧的优化涉及材料的选择和形状的设计。
合适的弹簧材料可以提供所需的弹性和可靠性，同时也要考虑成本和制程因素。
首先，弹簧的材料选择是优化的第一步。
常用的弹簧材料包括钢、不锈钢、高碳钢等。
这些材料具有良好的弹性和可靠性，能够承受高强度的应力并保持形状稳定。
在选择材料时需要考虑到应用环境的要求，例如温度、湿度、腐蚀等因素。
此外，材料的成本和可加工性也需要考虑，以确保经济合理性和生产效率。
其次，弹簧的形状设计也是优化的重要方面。
弹簧的形状包括直线形、螺旋形、锥形等多种形式。
形状的选择影响到弹簧的力学性能和应用效果。
例如，螺旋形的弹簧可以提供较大的弹性变形和恢复力，适用于需要较大位移的应用场合。
锥形的弹簧具有非线性的力学特性，可以用于一些需要非线性弹性的设计中。
通过合理选择和优化弹簧的形状，可以提高机械装置的性能和效率。
同时，弹簧的优化还需要考虑一些特殊因素。
举个例子，对于一些需要在极端环境下工作的机械装置，如高温、低温或高湿度环境，需要选择能够在这些条件下工作的特殊弹簧材料，以确保弹簧的可靠性和稳定性。
此外，对于一些特殊的工作要求，如高频振动、高加速度等，需要选择能够承受这些工作条件的弹簧材料和形状。
在弹簧材料的优化过程中，还需要考虑到成本和制程因素。
虽然高性能的弹簧材料往往价格较高，但也需要根据实际需求进行选择。
制程的改进和优化可以降低生产成本和提高生产效率，如采用先进的制造技术，提高生产线的自动化程度等。
综上所述，弹簧材料在机械设计中的优化是一个综合考虑材料选择、形状设计、特殊要求和成本等多方面因素的过程。
通过合理选择和优化弹簧材料，可以提高机械装置的性能和效率，并满足特殊的工作要求。
弹簧垫圈的原理
弹簧垫圈的原理
弹簧垫圈是一种常用的机械密封元件，其原理是通过弹性变形来实现密封效果。
它通常由金属制成，形状呈环状。
弹簧垫圈的密封原理主要体现在以下三个方面：
1. 压缩变形：当外力作用于弹簧垫圈时，它会产生弹性变形，进而对紧固部位产生压力。
这种压力可以保证两个连接部分之间的紧密密封，防止液体、气体或其他物质泄漏。
2. 自动调节：弹簧垫圈具有一定的回弹性，能够自动调节其尺寸和形状，以适应连接部件在使用过程中的微小位移或变形。
这种自动调节功能可以保持密封效果的稳定性和可靠性。
3. 补偿缺陷：由于弹簧垫圈的弹性特性，它可以在连接部件之间填补一些微小间隙或不平整表面的缺陷，从而提高密封性能。
这种能力使得弹簧垫圈在不同形状、尺寸和材料的连接部件中都能有效地应用。
总之，弹簧垫圈通过弹性变形、自动调节和补偿缺陷的方式实现了有效的密封效果。
在机械工程、汽车制造和航空航天等领域广泛使用，为各种连接部件提供可靠的密封保护。
机械设计实践使用弹簧垫圈探讨
机械设计实践使用弹簧垫圈探讨记得刚参加工作不久听到两位老工程师争论在螺栓防松设计中是选择一个弹簧垫圈还是选一个平垫圈加一个弹簧垫圈那个更有效我们知道弹簧垫圈(G8/T93-1987)是一种用来锁紧螺母或螺钉的标准紧固件。
它是一种传统的防松紧固件在普通机械产品中被广泛地采用。
采用弹簧垫圈作为产品防松手段的基本选择至今没有改变。
在《机械设计手册》(化学工业出版社)对弹簧垫圈工作原理及使用是这样介绍的:依靠弹簧垫圈在压平后产生的弹力及其切口尖角嵌入被联接件及紧固件支承面起防松作用。
结构简单、成本低、使用简便。
GB/T93、GB/T859和GB/T7244等传统使用的弹簧垫圈由于弹力不均也不十分可靠多用于不甚重要的联接广泛用于经常拆开的联接处。
(而《机械工程师电子手册》对弹簧垫圈介绍是:由于弹力不均也不十分可靠多用于不甚重要的联接。
对联接表面不允许划伤和经常拆卸的场合不宜选用。
)《机械设计手册》是这样介绍平垫圈(G8/的:一般用于金属零件以增加支承面遮盖较大的孔眼以及防止损伤零件表面。
前面所提的两位老工程师谁也没说服对方实际上他们的这种争论现在工作中依然经常能听到。
在一些机械设备的论坛中也常看到讨论。
单弹垫使用论者:弹垫的开口容易嵌入螺母及工件真正起到防松的目的。
如果下面增加平垫会大大消减其防松效果。
因为加了平垫之后弹簧垫的切口尖角不是嵌入被联接件而是卡在平垫上了如果平垫与工件之间摩擦力不够大更容易松扣了增加了一个摩擦面增加了一个不稳定的因素。
平垫和弹垫使用论者:一起使用能做到不损伤工件表面弹垫可以防松平垫能使产品的受力面积增加来减小零件表面压强。
很多公司的产品都是平垫与弹簧垫一起使用的。
"实践是检验真理的唯一标准"。
也有考虑更细的人分类考虑:机械要紧固的话只用弹垫尤其对于硬度较好的黑色金属零件直接用弹簧垫更能防松防逆转(前题是对工件表面损伤无要求);如果螺栓孔比较大可以配合平垫使用。
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机械设计实践使用弹簧垫圈探讨记得刚参加工作不久听到两位老工程师争论在螺栓防松设计中是选择一个弹簧垫圈还是选一个平垫圈加一个弹簧垫圈?那个更有效?我们知道弹簧垫圈(G8/T93-1987)是一种用来锁紧螺母或螺钉的标准紧固件。
它是一种传统的防松紧固件在普通机械产品中被广泛地采用。
采用弹簧垫圈作为产品防松手段的基本选择至今没有改变。
在《机械设计手册》(化学工业出版社)对弹簧垫圈工作原理及使用是这样介绍的:依靠弹簧垫圈在压平后产生的弹力及其切口尖角嵌入被联接件及紧固件支承面起防松作用。
结构简单、成本低、使用简便。
GB/T93、GB/T859和GB/T7244等传统使用的弹簧垫圈由于弹力不均也不十分可靠多用于不甚重要的联接广泛用于经常拆开的联接处。
(而《机械工程师电子手册》对弹簧垫圈介绍是:由于弹力不均也不十分可靠多用于不甚重要的联接。
对联接表面不允许划伤和经常拆卸的场合不宜选用。
)《机械设计手册》是这样介绍平垫圈(G8/T97.1-1985)的:一般用于金属零件以增加支承面遮盖较大的孔眼以及防止损伤零件表面。
前面所提的两位老工程师谁也没说服对方实际上他们的这种争论现在工作中依然经常能听到。
在一些机械设备的论坛中也常看到讨论。
单弹垫使用论者:弹垫的开口容易嵌入螺母及工件真正起到防松的目的。
如果下面增加平垫会大大消减其防松效果。
因为加了平垫之后弹簧垫的切口尖角不是嵌入被联接件而是卡在平垫上了如果平垫与工件之间摩擦力不够大更容易松扣了增加了一个摩擦面增加了一个不稳定的因素。
平垫和弹垫使用论者:一起使用能做到不损伤工件表面弹垫可以防松平垫能使产品的受力面积增加来减小零件表面压强。
很多公司的产品都是平垫与弹簧垫一起使用的。
"实践是检验真理的唯一标准"。
也有考虑更细的人分类考虑:机械要紧固的话只用弹垫尤其对于硬度较好的黑色金属零件直接用弹簧垫更能防松防逆转(前题是对工件表面损伤无要求);如果螺栓孔比较大可以配合平垫使用。
如果被联接件硬度较软(如有色金属零件)也须配合平垫使用以防破坏零件表面(只能用于振动不大的场合);当靠预紧力保证连接时只用平垫圈不用弹簧垫圈。
另外还有一个新的论点就是螺栓联接防松不使用弹簧垫圈甚至不使用平垫。
因为发现国外对弹簧垫圈很少使用;一些国外的图纸里面就不用垫圈;有些进口的国外设备不使用弹簧垫圈。
到底弹簧垫圈和平垫圈的防松效果如何?大家可以参考下面的记载有人为验证弹簧垫圈和平垫圈的防松效果进行了振动防松试验。
其结果很有意思。
(由于振动试验与测试不是按标准进行的结果仅供参考。
)试验结果:以同时加弹簧垫圈和平垫圈的为最差。
带法兰盘螺帽明显优于没有垫圈的但因没有锁紧结构因而锁不死随振动时间的延长预紧力继续下降。
同时加弹簧垫圈和平垫圈不如只加弹簧垫圈加弹簧垫圈不如加平垫圈加平垫圈不如不加垫圈。
加弹簧垫圈振动次数随着预紧力的增加而急速下降。
以不加垫圈为对比基准发现弹簧垫圈不但不起防松作用反而更容易松动。
试验分析:接触面大而预紧力保持相同则摩擦力大防松效果好。
根据摩擦二项式定律可知当实际接触面积增加时.摩擦力增大.防松效果就好。
以不加垫圈为对比基准每增加一个垫圈就增加一个可松动的活动接触面。
钢与钢摩擦系数μ取0.1-0.3远小于l所以可松动活动接触面易松动.数量越多可松动的几率就越大。
弹簧垫圈防松机理理想的认为是靠垫圈压平后产生的弹力(增加摩擦力)。
加弹簧垫圈多了一个可松动的活动接触面;弹簧垫圈支承面面积小;当弹簧垫圈压不平或一旦受冲击振动张开时.接触面发生变化(开口两端接触)支承面减小螺栓接触面很快松动;由于弹簧垫圈支承面面积小不平很容易使承载面划伤和损坏由于接触不良.局部表面压应力很高当受往复载荷、冲击或振动作用时局部表面压应力进一步增大而产生永久变形(压坏)使联接出现间隙预紧力急速下降联接松动。
上面的试验起码说明了使用弹簧垫圈的防松效果有问题。
国外在螺母防松上已很少使用加垫圈的方式了(国与国并不一样)。
手册、文献上都有明确记载大家可以查一查。
下面是我了解的一些关于使用垫圈的建议和规定:HG/T20646.5-1999《化工装置管道材料设计技术规定》中规定:垫圈在一般情况时不宜使用只有在金属螺栓(柱)和螺母用于紧固非金属或有色金属连接件时才使用。
管道法兰一般是不使用垫圈的无论是国标、化工、石化标准还是国外标准都是这样规定的。
实际上对于压力容器都不用加弹垫。
这是因为预紧力很大远远大于弹垫所提供的预紧力(预紧力时会破坏弹垫)。
据报道标准弹簧垫圈(GB/T93)在汽车行业上使用得越来越少了。
而齿形弹性垫圈中的连接齿形由于锁紧力大而且均匀在汽车行业中使用较多。
无防松要求安装面平整的场合可以不用垫圈很多精密设备上都不用垫圈就可以证明。
德国在1987年版的弹簧垫圈DIN127"适用范围"中明确规定该垫圈只适用于5.8级或5.8级以下螺栓的连接。
1987年美国国防部首次发布了米制的国防部标准DODw-70336《弹簧垫圈》。
该标准没有使用范围的限制。
日本的标准与之相近。
日本人在《机械设计实践》一书中认为弹簧垫圈会使零件表面受损而实际起不到什么作用。
对于要求可靠、安全性要求高的产品来说弹簧垫圈是一种不可靠的防松紧固件。
下面列出弹簧垫圈存在的缺点:1.防松可靠性差有资料表明其防松寿命比全金属自锁螺母低20倍比尼龙圈自锁螺母低60倍以上。
2.电镀锌的钢弹簧垫圈会产生氢脆断裂.形成多余物.造成事故。
近年来航空产品使用的弹簧垫圈标准紧固件发生过多起氢脆问题主要发生在经过表面镀锌和镀镉,弹簧垫圈上,。
3.垫圈开口处的尖棱易损伤被连接表面。
4.弹簧垫圈有时会出现"涨圈"现象。
(弹簧垫圈在装配过程中或装配后出现开口值m增大超差现象也就是弹簧垫圈的直径变大向外膨胀。
这种现象有人称为"涨圈"。
)航空紧固件标委会曾作过试验发现引起弹簧垫圈产生涨圈的主要原因是螺母支承面太小特别是螺母支承面的倒角圆太小。
为了避免涨圈应尽量使用选用标准型六角螺母;当必须选用小六角螺母时螺母的支承面不能倒角不选用中径杆螺栓或使用六角法兰面螺母。
5.使紧固系统受力偏斜.破坏了螺栓作用力的中心性.使螺纹承受附加的弯曲应力降低螺栓的抗疲劳性能;6.增加被连接件的柔性.即降低连接件的刚度使紧固系统的抗疲劳性能下降。
基于以上原因在国外的许多产品设计中.早已采用各种新型防松紧固件来替代传统的弹簧垫圈防松。
我们知道有些场台如输电铁塔、桥梁、飞机、船舶、海洋平台、人造卫星等螺栓联接要求很严。
尤其是航空工业螺栓松动会造成严重后果对安全性的要求非常严格因而对螺栓联接不但要有理论指导还要进行探索性的试。
下面是航空工业的工程师为了选择弹簧垫圈最佳者替代品所做的防松性能进行了对比试验结果(试验方法按美航天标准NAS3350)。
试验所选用的紧固件有:有(无)预紧力的槽螺母和开口销、尼龙圈自锁螺母、全金属自锁螺母和内(外)齿弹性垫圈等9种。
试验结果表明:有预紧力的槽螺母加开口销和尼龙圈自锁螺母的抗振寿命最长振动了12 多万次后仍无任何松转迹象。
其抗振寿命为内齿弹性垫圈的20倍以上比弹簧垫圈高60倍以上。
无预紧力的槽螺母、全金属自锁螺母的抗振寿命也比较长。
内齿和外齿弹性垫圈、弹簧垫圈、无锁紧装置的普通螺母抗振寿命最短仅振动了1125~6000次。
无预紧力的槽螺母的抗振寿命远比有预紧力的槽螺母低这是因为开口销在螺母槽内受到反复冲击而出现早期疲劳断裂。
齿形弹簧和弹簧垫圈除了抗振寿命短、防松可靠性差之外其抗压能力很低无法承受标准规定的装配力矩。
由于预紧力不足.又使抗振寿命大为缩短。
齿形弹性垫圈是因为其结构形式而无法承受高压力。
这些垫圈在重要连接中不宜采用。
齿形弹簧和弹簧垫圈除了抗振寿命短、防松可靠性差之外其抗压能力很低无法承受标准规定的装配力矩。
由于预紧力不足.又使抗振寿命大为缩短。
齿形弹性垫圈是因为其结构形式而无法承受高压力。
这些垫圈在重要连接中不宜采用。
既然弹簧垫圈在重要连接中不宜采用就必须有解决替代弹簧垫圈的方法。
除了国家标准有规定的场合有下面几种方法可以采用。
1.选用尼龙圈自锁螺母替代部分弹簧垫圈防松这是一种有效力矩型的嵌件型自锁螺母螺母的防松能力来自于嵌件即尼龙圈与螺栓啮合时所产生的强大摩擦阻力。
尼龙圈的材料采用工程尼龙66这种材料除了具有强度高、弹性好(包括良好复原性和反复使用性)等优点外它对外来的冲击、振动还有良好的吸收和阻尼作用。
所以这种螺母具有很高的防松可靠性。
这种螺母的优点较全面其唯一的弱点是使用温度受一定限制(- 50~+100℃).只能用于常温和低温不适用于高温。
①十分优良的防松能力。
优良的防松能力是因为螺母具有非常稳定而可靠的自锁力矩其锁紧性能是各种自锁螺母中最优的一种即第一次拧入最大力矩能保持最小第15次拧出最小力矩能保持最大。
其抗振寿命是各紧固件中首屈一指的。
②良好的反复使用性和对螺栓螺纹公差的适用性。
由于尼龙材料的良好特性使这种螺母可以在不需要润滑的情况下拧入拧出50次甚至100次后仍能保持很高的防松能力。
用高、低限螺栓多次拧入拧出后螺母不变形并仍能保持非常稳定的自锁力矩。
⑧适用范围宽广。
适用于从低强度到高强度、从低螺纹精度到高螺纹精度的各种螺栓。
④尼龙圈的防老化性能好。
中国曾经进行了尼龙圈自锁螺母的老化试验。
将螺母(其尼龙圈材料是未加防老化剂的尼龙66)装在空军的飞机上然后按空军常规进行飞行作业选七年之久.再将螺母拆下测定其最大拧出力矩和第15次最小拧出力矩试验结果完全符合标准规定的性能指标。
这说明尼龙圈自锁螺母的防老化性能是能够满足型号要求的。
《机械工程师电子手册》对非金属嵌件六角锁紧螺母介绍是:GB/T889~889.2-2000和GB/T6182-2000锁紧螺母和GB/T6183.1~6183-2000非法兰面锁紧螺母锁紧部分是嵌装在螺母体上没有内螺纹的尼龙圈。
当外螺纹件拧入后,由于尼龙材料良好的弹性产生锁紧力达到锁紧。
该类螺母由于尼龙熔点的限制,一般最高工作温度应小于120℃,以100℃以下为宜。
如遇特殊需要,改换材料可达240℃由于尼龙属惰性物质,不受工业中常用化学产品的腐蚀,但受无机酸、弱酸与强碱的腐蚀。
理论与实践表明该种螺母经拧紧、松退400次以上时其性能基本稳定。
适用于经常拆装的场合且不易损坏外螺纹;又由于在没有预紧力的条件下亦有保证的松退力矩;故在振动不大的情况下还可用于调整位置的场合。
经热老化的试验研究证明热老化以后尼龙圈失去弹性锁紧力反而倍增直至拧碎才可松退螺母。
所以设计中不必考虑老化问题。
安装时应注意:1.尼龙圈内孔上的螺纹在螺栓拧入时挤压形成而不得预先用丝锥攻出螺纹;2.适当增大拧紧力矩;3.选配适当长度的螺栓一般以螺栓末端外露2~3牙为宜;4.螺杆上不得有开口销孔及毛刺以免拧坏尼龙圈;螺母拧紧后少量尼龙丝挤出圈外不影响防松效果。