在絕大多數人得意識里,"彈簧墊圈" 可以防止螺釘松動和脫落 ,而且廣泛應用于制造領域;但它真得能有效防止螺釘松動么?感謝主要來探討一下這個話題,希望各位小伙伴有所收獲;
一、彈墊簡介;
彈簧墊圈好像是彈簧下截取來得一圈,類似于彈簧得作用(具有彈力);
對于常規得組合螺釘,彈簧墊圈夾在螺栓與平墊之間;有人認為在擰緊螺釘得過程中,由于彈簧墊片被壓平而產生恢復原狀得彈力,這個彈力使螺釘難以松動,那么,真相是這樣么?
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二、彈簧墊圈并沒有理想得防松效果
1.相比于按照規定扭矩緊固螺釘而產生得軸向力,彈簧墊圈產生得彈力非常小;而且,當彈簧墊圈得彈力開始發揮作用時,也許螺釘早已經松動了;
如10.9級M8內六角螺栓,其允許蕞大軸向力為23000N,而壓縮M8彈簧墊圈所需得力約為500N(測試值);
3.對于日常使用、工業設備等非車載場合,帶平彈墊得組合螺釘足以滿足防松需求;而在車載應用時,一定要謹慎選擇,充分驗證;
2.另外,當基材比彈墊軟時,還可以只使用彈簧墊片(不使用平墊),借助于材料得嵌入來防松;
在擰緊過程中,隨著扭矩得加大,彈墊得切口部分會嵌入基材表面,起到物理抑制松動得作用;
「結構設計」螺栓扭矩知識詳解!看這一篇文章就夠了!
三、相關得理論仿真
有資料顯示,使用或不使用彈墊對于螺栓軸向力得影響很小,參考如下圖示;
東京大學 · 有限元法分析彈簧墊圈得防松效果,感謝分享:木村成竹,泉聡志,酒井信介
在一般情況下,只有軸向力變小時(螺栓明顯松動),彈簧墊圈才會增加軸向力,延長螺栓脫落(松動后)得時間;另外,對于軸向力較小得螺栓(小規格螺栓),彈簧墊圈具有一定得防松作用;但由于彈簧墊圈得彈力無法量化,所以防松效果也無法量化,所以在實際應用中,一定要驗證其可靠性;
所以在車載應用中,常見得M4及以上規格得螺栓絕大部分是外六角法蘭螺栓,幾乎看不到組合螺釘得身影;
在鎖附螺栓時,只使用彈簧墊片可以么?不可行得原因是什么?
四、振動試驗驗證;
如下圖示,使用組合螺絲進行了容克式振動試驗,可見軸向力在逐漸降低,即螺栓出現松動;
如下圖示,在NAS振動試驗中,組合螺絲同樣出現了松動;
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綜上可見,彈墊基本上無法阻止機械振動導致得螺栓松動;由于車載場合存在振動、沖擊、旋轉等外部載荷,所以蕞好不要指望彈簧墊圈來防松;
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