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    墊圈有幾何?

    發表時間:2020-3-8 9:31:55  作者:三圓  來源:三圓  瀏覽量:690

    平墊圈可通過多種方式幫助螺紋緊固件,特別是通過有效地分配和保持夾緊載荷,并防止緊固件移動或腐蝕。對普通大眾而言,平墊圈只是一種廉價的金屬圓盤,可保持螺釘,螺栓和螺母的緊固連接。但是對于制造商而言,平墊圈是至關重要的緊固組件,可以專門被設計用于執行獨特的功能并確??煽康穆菟ㄟB接。每年制造商都會使用數十億個由多種材料制成的平墊圈,它們的厚度,直徑,表面處理和等級多種多樣。供應商估計,制造商將大約三分之二的平墊圈用于組裝應用,其余的用于維護生產設備。

    大多數平墊圈用于分配由螺紋緊固件施加的夾緊載荷。其他平墊圈的設計可幫助將緊固件鎖定在適當的位置或使其絕緣,例如防止潮濕和導電。還有一些放置在軸上,用作軸組件中的墊片或起到支撐作用。Fastener SuperStore Inc.總裁Greg Fields說:“正確使用平墊圈可以使產品組裝真正受益。如果使用不當,不必要地使用或為了掩蓋設計或生產缺陷,平墊圈可能根本沒有任何好處,同時增加了成本。一個項目的成本?!?br/>

    標準類型

    根據精密金屬成型協會的統計,墊圈有六種標準類型:平墊圈,肩墊圈,凸耳墊圈,鎖緊墊圈,沉頭墊圈和彈簧墊圈。所有這些墊圈都與緊固件一起使用。平墊圈是最受歡迎的類型,并有多種配置。它們具有平坦的頂面和底面,并且其內部和外部形狀可以是圓形,正方形,矩形或六邊形。此種墊圈的主要目的是分配緊固件載荷并減少安裝過程中的熱量和摩擦。Seastrom Manufacturing Co. Inc.的銷售和市場經理Cash Sigler說,平墊圈也可以用作墊片。例如,他知道一個制造商在機械臂的樞軸點內的兩個表面之間使用平墊圈來防止它們相互摩擦。Sigler說:“這個墊圈足以承受壓力,又足夠薄,不會阻礙運動。墊圈是特富龍材料的,厚度僅為0.05或0.062英寸?!?br/>
    菲爾茲說,根據形狀或特定的行業標準(USS或SAE),平墊圈可以進一步分為許多子類別。形狀類別包括擋泥板,基座,結構墊圈和通硬墊圈。USS(美國標準)墊圈的設計可滿足大多數國內工業和裝配應用的要求。菲爾茲說,SAE(汽車工程師協會)墊圈是專門為汽車行業而設計的,但是當需要稍小的外徑時,其它行業也可以使用它們。擋泥板墊圈(fender washer)的外徑成比例地比其中心孔大得多,從而使其能夠提供超寬的支承面以分配力?;鶋|圈(dock washer)基本上是厚的擋泥板墊圈(最大0.25英寸),表面鍍鋅且有耐腐蝕性能。

    結構墊圈(Structural washer)的頂部承載表面傾斜,用以補償不平行的表面。通孔墊圈經過熱處理,并由高等級鋼制成,具有嚴格的公差。

    肩墊圈(shoulder washer)看起來有點像冠頂禮帽。它們也被稱為法蘭墊圈或階梯墊圈(flange or step washer),用電子設備內的緊固件或軸的絕緣套。所以,肩墊圈由非導電材料制成,通常是尼龍。不建議在潮濕的環境中使用它們。

    凸耳墊圈(tab washer)由金屬或非金屬材料制成,其內部或外部的凸耳或凹口可防止墊圈相對于緊固件或軸旋轉。接片配置可以變化,包括單個或多個,有形狀的或扁平的。

    鎖緊墊圈(lock washer)由硬化金屬制成,并具有螺旋形開口環或內齒或外齒(鋸齒)。在緊固件安裝過程中,螺旋形式會在緊固件的頭部和基材之間施加彈力,以增加摩擦力和運動阻力。

    內齒型的鎖緊墊圈咬入螺母或螺釘頭及其接觸的表面,而外齒型咬入接觸表面。西格勒說,帶齒墊圈與軟塑料和鋁質基材一起使用時非常有效。由于齒的半徑較大,因此外齒墊圈比內齒墊圈具有更強的保持力。

    沉頭墊圈(countersink wahser)的外觀類似于底部有孔的狗食碗。墊圈的沉頭可成90度角或帶有法蘭。這些墊圈通常用于諸如櫥柜之類的消費產品,因為它們在美學上令人愉悅,并且允許將平頭或橢圓形沉頭螺釘安裝在與零件表面齊平的位置。Seastrom用金屬材料提供這些墊圈。金屬類型被沖壓并經常電鍍以提供裝飾效果。沉頭墊圈也可以是非金屬的(包括尼龍)并模制而成。彈簧墊圈(Spring washer)有三種類型,限制由于振動或熱膨脹引起的緊固件的相對運動。這種墊圈是金屬制成的,其功用類似于彈簧;彈簧墊圈成本更高,重量更重,并且占用更多空間。航空航天制造商經常在整個飛機的執行器中使用彈簧墊圈,包括飛行控制器和起落架。

    由于弧形墊圈(curved washer)提供了三種類型中最大的撓度范圍,因此建議將其用于需要靈活性,頻繁負載循環和輕負載(最大100磅)的應用中。為了使這些墊圈正常工作,成型部分必須能夠自由滑動。

    波形墊圈(wave washer)通常具有三個,四個或六個曲線波瓣,盡管說幾乎任何數量都可以。在所有凸角均一且負載均勻之前,這些墊圈不會偏移重量。建議將它們用于涉及靜載荷和有限軸向空間的應用。

    第三種是貝勒維爾墊圈(Belleville washer),其形狀為截頭圓錐或球形。這些墊圈的偏轉范圍最小,但負載能力最高。變形時,它們會提供軸向力。像其他兩種類型的貝勒維爾墊圈一樣,有時會回火到指定的硬度。具體而言,它們由不銹鋼或碳鋼,鈹銅或磷青銅制成。

    你的專長是什么?

    供應商說,制造商越來越多地使用特種墊圈和定制墊圈,盡管它們仍占裝配中所用墊圈的一小部分。專用墊圈是任何制造商都可以使用的專有產品,而定制墊圈是由墊圈供應商專門為一個制造商制造的?!皩I墊圈的創新為設計工程師帶來了重大好處,” All Metric Small Parts產品經理Brian Dengel說,該公司提供標準墊圈和定制墊圈?!八麄兛梢詫W⒂谄渌M裝部件,相信特種墊圈的性能將優于標準墊圈?!比鸬銯inspang的Siemens Industrial Turbomachinery AB的工人表示同意。在這里,他們使用由Nord-Lock International AB制造的專用墊圈將機加工的鋼部件組裝成蒸汽輪機和燃氣輪機。墊圈提高了生產率,耐腐蝕并且可以重復使用。

    每個墊圈均由頂部組件和底部組建構成,在擰緊螺栓時,它們會互鎖以產生張力,并可靠地將螺栓鎖定到位。由于墊圈的凸輪角大于螺栓螺距的升角,所以會產生張力。本質上,即使受到極端振動或動態載荷,螺栓也會自鎖并保持這種狀態。一些供應商提供定制墊圈??偛肞aul Schulz說,Wrought Washer Manufacturing Inc.所制造的墊圈中約有70%是定制的。該公司還生產標準和“特殊”通用墊圈,后者具有不規則形狀,例如C,D,矩形,正方形和偏心孔。在過去的幾年中,Wrought Washer一直在為重型建筑設備制造商制造大容量的定制墊圈。墊圈用作墊片,并放置在兩塊金屬件之間的軸上。

    舒爾茨說:“起初,我們是用棕色棒料制成的,然后用CNC加工?!?“但是在審查零件的圖紙和規格時,我們注意到某些功能的公差使其自身需要額外的輔助操作才能將其壓印到沖壓件上。因此,我們制作了一個樣本零件,客戶對此表示滿意。到目前為止,轉換為自動印章已為客戶節省了25萬美元?!盨eastrom和Spirol Corp.也生產定制墊圈。希格勒說,一家電子產品制造商使用了Seastrom生產的不銹鋼蜘蛛狀墊圈。墊圈的中心有12個短指,外面有12個長腿。它被鎖定在執行條形碼讀取的陰極射線管上。支腿被機械包裹在管上,以固定和保護射線管。Spirol制造止推墊圈,該止推墊圈用作軸承的功用,以防止旋轉軸橫向移動。Spirol Corp.墊片部門銷售經理Ingo Rutenberg表示,汽車和重型設備制造商要求墊圈的厚度精確,以使組件的使用壽命最大化。墊圈可根據客戶要求進行表面硬化處理或直通硬化處理。

    如何選擇

    有這么多墊圈可供選擇,制造商如何針對特定應用選擇最佳墊圈?Archetype Joint LLC總裁Dave Archer說,公司需要決定是否要使用墊圈,如果需要,請確定希望通過使用墊圈獲得的好處。雖然墊圈最常用于防止振動松動,但墊圈還可以防止螺栓連接松弛并提供共同的承載表面?!澳承㎡EM廠商自動在每個螺栓上都加上一個鎖緊裝置,例如墊圈,” Archer說?!霸谄渌?,工程師選擇螺栓和墊圈?!蔽鞲窭照f,制造商需要記住,墊圈的厚度,直徑和強度始終會影響緊固件的長度,直徑和性能。此外,它們必須考慮螺栓連接處的空間限制以及使用緊固零件的環境。

    Sigler說:“狹窄的空間可能需要將墊圈傾斜并定制。至于環境,請確定墊圈是否需要允許導電或使緊固件免受腐蝕?!弊詈?,制造商必須決定是否要手動或自動安裝墊圈。該決定決不能基于每個標準墊圈都可以自動安裝的假設。例如,幾年前,一家水泵制造商讓Seastrom生產了一批定制墊圈,這些墊圈可以從管子自動送入緊固件。制造商一直在使用標準墊圈,該墊圈在每個批次中的邊緣變化都很小。這種變化導致一些墊圈卡在進料管中,從而中斷了生產。制造商的另一種選擇是使用SEMS螺釘或Keps螺母,它們具有固定的墊圈,可以手動或自動安裝。兩種產品均由ITW Shakeproof制造。

    制造商熱愛創新,并在所有組裝過程中都歡迎創新,尤其是在緊固件連接領域。這對三名香港青少年來說是個好消息,他們于今年五月在2013年鳳凰城英特爾國際科學與工程博覽會上推出了他們的Smart Alert專業墊圈。墊圈設計為在所連接的螺母開始松動時提起標記。它可以用于任何螺栓連接。此種墊圈實際上由兩個墊圈組成。一個是標準的平墊圈,但是另一個具有連接到彈簧的較小色段。安裝Smart Alert墊圈后,松散的部分被螺母隱藏并固定在適當的位置。如果螺母變松,則釋放彈簧并升高顏色部分。阿徹說:“人們對可靠的螺栓連接有了越來越高的認識和贊賞,這是一件了不起的事情?!?“這增加了人們開發創新的螺栓,螺母和墊圈的潛力?!?

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