弹簧垫圈是机械装置和设备中的重要基础零件,对它的功能人们应透彻了解,不然就会造成不必要的损失和浪费。本文通过弹簧垫圈在实践中,对弹簧垫圈进行了防松分析。得出了”采用弹簧垫圈能提高连接的疲劳程度,但不利于连接的可靠性以及防松”的结论。
弹簧垫圈防松案例
车桥主减速器与桥壳的连接使用10.9级M16X100螺栓,拧紧力矩为280+20 N.m,使用高精度电动拧紧机拧紧。在有弹簧垫圈和没有弹簧垫圈两种状态下检测螺栓拧紧过程中力矩随转角的变化。对比力矩转角曲线,发现在有弹簧垫圈的情况下,一直有约10 N.m的预紧力矩;而没有弹簧垫圈的情况下,螺栓在力矩显著上升前,力矩处于0 N.m状态。
以此推断用约10 N.m的螺栓预紧力矩就可以将弹簧垫圈完全压平。再通过用数显扭矩扳手检测,发现螺栓扭矩还未达到20 N.m,弹簧垫圈已经完全被压平,验证了上述推断的正确性。
分析以上两点说明,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。
另外,在螺栓与被连接件之间增加一个垫圈,如果垫圈质量有问题,相当于给螺栓连接又增加了一个安全隐患。
综上所述,当螺栓扭矩较大时(大于200 N.m),用弹簧垫圈给螺栓防松的方式弊大于利。为此,在冲击、振动和变载的作用下,预紧力可能在某一瞬间消失,连接有可能松脱。在提高螺栓连接疲劳强度的前提下,减少疲劳失效的措施之一,多采用螺纹锁固胶防松技术,在螺纹部位涂防松锁固胶。就是通过把螺纹锁固胶填充到螺纹连接副间隙内,将内外螺纹粘接(固化)在一起,以达到防松要求的一种粘接防松技术。
弹簧垫圈的防松效果怎么样?
弹簧垫圈在一般机械产品的承力和非承力结构中应用广泛,其特点是成本低廉、安装方便,适用于装拆频繁的部位。但是弹簧垫圈的防松能力很低!尤其在目前欧美各国要求高可靠性产品中采用率极低,特别是重要的承力结构连接部位早已被抛弃好多年。 我们国家在军工方面还有部分应用,但已改进为不锈钢材料。据说,钢制弹簧垫圈在CASC早就是被禁止使用了!也说是很不安全,原因有两个1是“涨圈”2是氢脆。
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)
裂开原因
1.材料本身不行
2.热处理硬度过高,淬透性不好
3.电镀氢脆
4.工艺不对
综上所述,弹簧垫圈的确不利于连接的可靠性以及防松,所以,小编建议在使用一些较危险、较笨重的机械时,减少对弹簧垫圈的使用。同时弹簧垫圈成本低,我们在使用一些机械周期较短可增加对弹簧垫圈的使用,减少成本,希望小编的建议能够帮助到您。
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