微信公众号 客服微信
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 广告
  • 广告
  • 广告
  • 广告
  • 广告

文章

使用垫圈的目的和好处

锁紧垫圈肯定会有所作为。小艾德讲述了他用螺栓将启动马达重新安装在他的旧 Rambler 上的故事(还记得 Ramblers 吗?),丢失了一个锁紧垫圈,并且和你一样,认为他可以不用。愚蠢的埃德!起动机很快松动并以一个奇怪的角度挂在发动机上,咬坏了小齿轮并让艾德损失惨重。记住我的话,避免他悲惨的命运。


一个不起眼的平垫圈有多种用途,有些是合适的,有些则不是。两个最常见的适当目的是:

将螺母或螺栓的压力均匀分布在被固定的部件上,减少损坏的机会,以及
为螺母或螺栓提供光滑的表面,使其不太可能因紧固表面不平整而松动。
(水管垫圈,水龙头中的那种,有第三个目的,即提供水封,但这是另一天的主题。)

垫圈的两种最常见的不当使用是:

允许使用对于被固定部件中的孔太小的螺栓或螺母,或
为了能够拧紧过长的螺栓或螺母。
不正确地使用垫圈(或者在您和 Ed 的情况下,根本不是)会导致损坏或伤害,因此值得了解它们应该如何使用。

下图显示了几个平垫圈(从左到右钢、尼龙、铝和橡胶):

垫圈 1.

螺母和螺栓通过将螺纹轴置于张力下工作。这种张力或预加载对于加强接头和减少由于波动(可变)载荷引起的螺栓疲劳至关重要,就像机器零件受到振动一样。如果所涉及的任何部件在负载下变形——例如,如果螺纹中的接触区域有任何蠕变(或“塑性”流动),或者螺纹之间接触表面上的任何高点变平,或者螺栓或轴显微拉长,或紧固部分压缩——关节将失去一些张力。这就是为什么由垫圈隔开的金属汽车零件需要定期重新拧紧的原因——随着垫圈的收缩,螺栓上的张力降低,并且零件没有那么紧密地固定在一起。

锁紧垫圈可以通过对螺母或螺栓头施加弹簧力来帮助解决这种情况。零件的任何拉伸或压扁都可能远小于弹簧垫圈的压缩,因此紧固件不会松动太多(见注 1)。

波形垫圈是另一种类型的垫圈,旨在施加弹簧力,但由于弹簧力相对较小,因此并未广泛使用。 Belleville 垫圈,通常称为“Belleville 弹簧”,是形状像浅锥或碟形的垫圈。这些垫圈的形状允许它们在接头上施加恒定的弹簧力,即使螺栓或接头在初始拧紧后有明显的滑动或拉伸。 Belleville 垫圈通常用于高应力应用,例如结构钢。

我手边没有贝勒维尔洗衣机可以拍照,所以我用我疯狂的 PowerPoint 技能画了一个横截面:

贝尔维尔。

因为我一直在描述的锁紧垫圈通常具有光滑的表面,所以有些人不认为它们是真正的“锁紧”垫圈。他们认为唯一真正的锁紧垫圈是那些,具有讽刺意味的是,你对它嗤之以鼻。星形锁紧垫圈有助于将零件锁在一起,因为在拧紧时星形的尖端会压缩并深入配合表面。因此,它们有助于对抗接头的另一个敌人,即因旋转而导致螺母或螺栓松动。当然,缺点是这些垫圈会损坏它们帮助固定在一起的部件。有时人们会在锋利的星形垫圈和零件之间放置光滑的垫圈以试图保护表面,但这违背了目的,使垫圈无法抓住配合表面并使其仅对螺栓施加很小的弹簧力。作为妥协,有时人们使用带有粗糙图案表面的垫圈来提供额外的摩擦力,而不会损坏工作表面。


以下两张图片显示了我手边的一些锁紧垫圈。从左到右,我们有一个波浪形垫圈,一个带有整体粗糙表面垫圈的螺母,一个用于喷砂应用的青铜开口环锁紧垫圈,以及一个普通的钢制开口环锁紧垫圈:

垫圈 2.

顶视图:

垫圈 2b。

下图向我们展示了三个星形锁紧垫圈:外星形、内星形和带有整体外星形垫圈的螺母:

垫圈 3.

为什么叫垫圈?使用牛津英语词典 (OED),我的女孩 Fierra 发现“垫圈”,意思是“一个穿孔的环形盘或金属、皮革或其他材料的扁平环放置在两个受到旋转摩擦的表面之间,以减轻摩擦并防止横向运动和不稳定,”是“来源可疑”。 OED 中最早的引用来自 1346 年(拼写为“whashers”),但描述其用途的第一个引用来自 1611 年: