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    永年三圓科普:墊圈的實際應用

    發表時間:2020-4-3 9:31:55  作者:三圓  來源:三圓  瀏覽量:1260

    墊圈的安裝可以說是把雙刃劍,合理的設計安裝能起到防松、隔離、分散壓力的預期作用。但并不是所有場合都適合使用墊片,在緊固連接系統中錯誤的安裝墊片猶如畫蛇添足,嚴重的后果是降低螺栓預緊力,以致螺紋連接副發生松脫。

    1、墊圈的使用場合與替代方案

    哪些場合下應該使用墊片?如果不選用,可有其他替代方案呢?一般情況下,墊片的使用主要為發揮其以下作用,下述中分別介紹了各自適用的場景以及可替代方案。

    以需要提供支承面為目的場合

    ◆ 當螺栓的被連接件上開孔較大時,且螺栓本身的頭部支承面不足以覆蓋被連接件,此時可在連接系統中安裝足夠大的墊片以增大其接觸表面積。
    如果不考慮安裝墊片,可根據實際情況使用法蘭螺栓或減小被連接件安裝孔。
    ◆ 如果被連接件表面不允許有劃痕或者摩擦,可以將墊圈安裝到連接系統中,以起到隔離保護作用。
    ◆ 當被連接件易壓潰或其材質較軟,增加厚而硬的墊片可以減小被連接件的表面壓力。
    如果不考慮安裝墊片,可根據實際情況改善被連接件的材質,如替換為具有抗塑性壓潰材料的被連接件。

    以穩定支承面摩擦系數為目的場合

    ◆ 當被連接件支承表面較為粗糙或者平整度較差,這些會造成支承面摩擦系數不穩定,此時可以加裝墊片(如光滑的平坦墊片)在連接系統中,以穩定需要的摩擦系數。對于此種的墊片替代方案為也可改善被連接件表面粗糙度、平整度來實現穩定支承面摩擦系數。

    以減少非旋轉松動和旋轉松動為目的的場合

    ◆ 當有發生非旋轉松動的風險可能時,增加厚墊片到連接系統中,等于間接增加了被連接件的厚度,使得螺栓彈性變形量增大,抑制了螺栓預緊力的下降。此種方法在被連接件較薄的情況下效果更為明顯。作為墊片的替代方案,也可以使用抗嵌入或蠕變的材料亦或者使用厚的被連接件。 ◆ 當有發生旋轉松動的風險時,尤其連接副受到剪切載荷的作用下,增加厚墊片到連接系統中等于提高了被連接件的臨界滑動量,以減小旋轉松動。

    以發揮彈簧墊圈的彈簧功能為目的的場合

    ◆ 在低軸向預緊力下,可在連接系統中使用彈簧墊圈,發揮其對軸向預緊力的補償作用。本文僅為探討或是建議,具體請參照實際工況。

    2、墊圈的非必要應用

    不是所有場合都需要安裝墊圈,錯誤的安裝設計會使緊固連接系統的安全性降低。哪些場合不適宜安裝墊片,以下舉例說明:

    彈簧墊圈在正常螺栓預緊力或較高預緊力下,不宜裝配
    彈簧墊圈本身的反作用力可以對螺栓預緊力起到補償作用,這適用于螺栓的預緊力低于彈簧墊圈的完全壓縮載荷。但在正常螺栓預緊力下,其預緊力要高于彈簧墊圈的壓縮載荷,那么彈墊只是被壓平的一片金屬,無法發揮彈簧作用。此時安裝彈簧墊圈不僅不能對連接副起到預緊力的補償作用,更無法帶來鎖緊效果,相反還會降低螺栓的預緊力,增加螺紋發生松脫的風險。

    雙疊鎖緊墊圈下不宜裝配其他墊圈

    雙疊鎖緊墊圈屬于防松墊圈的一種,在實際工況允許下,正確使用,能達到出色的鎖緊效果。其在安裝使用時齒面相對,成對安裝。該墊圈在使用中必須保證放射狀鋸齒與螺栓連接副和基體直接接觸,不可與其他墊圈配合使用。這要從其原理說起:雙疊自鎖墊圈的大鋸齒坡度大于螺栓螺紋的角度,如果螺栓連接副發生松動,就需要首先克服α角的坡度,如下圖。

    與此同時,在該墊圈的另一面有放射狀鋸齒,螺栓或螺母的任何松動趨勢都被大鋸齒的這種楔入效果所阻止。一旦在雙疊鎖緊墊圈下放置其他墊圈,那么雙疊墊圈背面的鋸齒無法與螺栓連接副的基體接觸,導致其鎖緊功能失效??梢?,墊片的使用除了要能發揮其應有的作用外,還要益于螺紋的緊固與連接。

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