彈簧墊圈
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-10-29
彈簧墊圈的視頻教程
Altair OptiStruct? 非線性分析基礎(chǔ)培訓(xùn)
培訓(xùn)內(nèi)容：? 1） 非線性分析基礎(chǔ) 非線性分析理論基礎(chǔ)，非線性分析通用卡片設(shè)置? 2） 幾何非線性 幾何非線性分析、跟隨力、后屈曲分析? 3） 材料非線性 彈塑性材料、超彈性材料、非線性彈簧、墊圈材料等? 4） 接觸非線性 接觸類型、接觸剛度、接觸厚度、過盈配合、初始穿透調(diào)整、接觸的激活與抑制 ?5） 復(fù)雜工況分析 連續(xù)工況分析、螺栓預(yù)緊、預(yù)緊模態(tài)、殘余變形分析
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彈簧墊圈的實(shí)例教程
在承受交變徑向載荷作用時(shí)防松效果無效，設(shè)計(jì)適用于螺栓連接距離較短的情況 通過查找一些文獻(xiàn)，即從防松角度講，螺母下加彈簧墊圈不如加平墊圈，加平墊圈不如不加墊圈[李景林 彈簧墊圈防松]。
彈簧墊圈雖然比較普遍的應(yīng)用在防松領(lǐng)域，但是實(shí)際上防松效果非常不理想，英國螺栓科技公司做過實(shí)驗(yàn)，在有橫向振動(dòng)的情況下，加彈簧墊圈的螺母比單獨(dú)使用螺母松動(dòng)更快[比爾·伊克賽斯博士 螺母和螺栓為何會(huì)松動(dòng)]。
所以，采用彈簧墊圈來解決高強(qiáng)度螺栓的松動(dòng)是一種錯(cuò)誤的方法。可考慮取消用彈墊或采用其它摩擦或機(jī)械式防松措施。 彈墊可用于不重要場合的放松，高強(qiáng)連接不要指望彈墊達(dá)到防松效果。
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展開 彈簧墊圈究竟防不防松？ 那我們今天就來探討一下。
彈簧墊圈防松原理
彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈的壓平后，彈簧墊圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的彈力，使螺母與螺栓的螺紋連接副持續(xù)保持一個(gè)摩擦力，產(chǎn)生阻力矩，防止螺母松動(dòng)。同時(shí)彈簧墊圈的開口處的尖角分別嵌入螺栓和被連接件表面，從而防止螺栓相對(duì)于被連接件回轉(zhuǎn)。
彈簧墊圈的防松效果怎么樣？
彈簧墊圈在一般機(jī)械產(chǎn)品的承力和非承力結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，其特點(diǎn)是成本低廉、安裝方便，適用于裝拆頻繁的部位。但是彈簧墊圈的防松能力很低！尤其在目前歐美各國要求高可靠性產(chǎn)品中采用率極低，特別是重要的承力結(jié)構(gòu)連接部位早已被拋棄好多年。我們國家在軍工方面還有部分應(yīng)用，但已改進(jìn)為不銹鋼材料。據(jù)說，鋼制彈簧墊圈在CASC早就是被禁止使用了！也說是很不安全， 原因有兩個(gè)：一是漲圈，二是氫脆。
彈簧墊圈防松案例
車橋主減速器與橋殼的連接使用10.9級(jí)M16×100螺栓，擰緊力矩為（ 280+20 ）N·m，使用高精度電動(dòng)擰緊機(jī)擰緊。在有彈簧墊圈和沒有彈簧墊圈兩種狀態(tài)下檢測螺栓擰緊過程中力矩隨轉(zhuǎn)角的變化。對(duì)比力矩轉(zhuǎn)角曲線，發(fā)現(xiàn)在有彈簧墊圈的情況下，一直有約10N·m的預(yù)緊力矩；而沒有彈簧墊圈的情況下，螺栓在力矩顯著上升前，力矩處于0N·m狀態(tài)。
以此推斷用約10N·m的螺栓預(yù)緊力矩就可以將彈簧墊圈完全壓平。再通過用數(shù)顯扭矩扳手檢測，發(fā)現(xiàn)螺栓扭矩還未達(dá)到20N·m，彈簧墊圈已經(jīng)完全被壓平，驗(yàn)證了上述推斷的正確性。
分析以上兩點(diǎn)說明，彈簧墊圈只能提供10N·m的彈力，而10N·m的彈力對(duì)于280 N·m的螺栓預(yù)緊力矩來說可以忽略，其次，這么小的力，不足以使彈簧墊圈切口處的尖角嵌入螺栓和被連接件表面。折卸后觀察，螺栓和被連接件表面都沒有明顯的嵌痕。所以，彈簧墊圈對(duì)螺栓的防松作用可以忽略。
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彈簧墊圈究竟防不防松？那我們今天就來探討一下——
彈簧墊圈防松原理
彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈的壓平后，彈簧墊圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的彈力，使螺母與螺栓的螺紋連接副持續(xù)保持一個(gè)摩擦力，產(chǎn)生阻力矩，防止螺母松動(dòng)。同時(shí)彈簧墊圈的開口處的尖角分別嵌入螺栓和被連接件表面，從而防止螺栓相對(duì)于被連接件回轉(zhuǎn)。
彈簧墊圈的防松效果怎么樣？
彈簧墊圈在一般機(jī)械產(chǎn)品的承力和非承力結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，其特點(diǎn)是成本低廉、安裝方便，適用于裝拆頻繁的部位。但是彈簧墊圈的防松能力很低！尤其在目前歐美各國要求高可靠性產(chǎn)品中采用率極低，特別是重要的承力結(jié)構(gòu)連接部位早已被拋棄好多年。我們國家在軍工方面還有部分應(yīng)用，但已改進(jìn)為不銹鋼材料。據(jù)說，鋼制彈簧墊圈在CASC早就是被禁止使用了！也說是很不安全，原因有兩個(gè)：一是漲圈，二是氫脆。
彈簧墊圈防松案例
車橋主減速器與橋殼的連接使用10.9級(jí)M16×100螺栓，擰緊力矩為（280+20 ）N·m，使用高精度電動(dòng)擰緊機(jī)擰緊。在有彈簧墊圈和沒有彈簧墊圈兩種狀態(tài)下檢測螺栓擰緊過程中力矩隨轉(zhuǎn)角的變化。
展開 3.對(duì)于設(shè)計(jì)有要求防松動(dòng)的螺栓、錨固螺栓應(yīng)采用防松動(dòng)裝置的螺母或彈簧墊圈，彈簧墊圈必須設(shè)置在螺母一側(cè)。
4.對(duì)于承受動(dòng)荷載或重要部位的螺栓連接，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求放置彈簧墊圈，彈簧墊圈必須設(shè)置在螺母一側(cè)。
5.對(duì)于工字鋼、槽鋼類型鋼利用斜面連接時(shí)應(yīng)使用斜墊圈，使螺母和螺栓頭部的支承面垂直于螺桿。
螺栓使用位置分類要求
根據(jù)配電線路螺栓使用位置及功能，螺栓可分為：電氣連接類、電氣設(shè)備固定類、鐵附件固定類三種。下面具體說明：
1.電氣連接類 ：戶外一次接線應(yīng)采用熱鍍鋅螺栓連接，所用螺栓應(yīng)有平墊圈和彈簧墊圈，螺栓緊固后，螺栓宜露出 2～3扣。一根螺栓配兩個(gè)平墊圈、一個(gè)彈簧墊圈、一個(gè)螺母。安裝時(shí)螺栓頭側(cè)放置一個(gè)平墊圈，螺母側(cè)放置一個(gè)平墊圈和一個(gè)彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。
2.電氣設(shè)備固定類：變壓器、配電箱底座與鐵附件連接如利用槽鋼斜面螺栓連接固定時(shí)，一根螺栓配一個(gè)螺母、一個(gè)斜墊圈（槽鋼斜面?zhèn)扔茫┖鸵粋€(gè)平墊圈（平面2側(cè)用）。利用槽鋼平面螺栓連接固定時(shí)，一根螺栓配兩個(gè)平墊圈、一個(gè)彈簧墊圈、一個(gè)螺母。安裝時(shí)螺栓頭側(cè)放置一個(gè)平墊圈，螺母側(cè)放置一個(gè)平墊圈和一個(gè)彈簧墊圈，其中彈簧墊圈靠螺母。隔離開關(guān)、跌落式熔斷器、避雷器與鐵附件的連接，原則上使用設(shè)備廠家提供的安裝螺栓。
3.鐵附件固定類：鐵附件連接螺栓孔為圓孔時(shí)，一根螺栓配一個(gè)螺母、兩個(gè)平墊圈，鐵附件連接螺栓孔為長孔時(shí)，一根螺栓配一個(gè)螺母、兩個(gè)方形墊圈，安裝時(shí)螺栓頭側(cè)和螺母側(cè)各放置一個(gè)平墊圈（方形墊圈）。鐵附件連接采用雙頭螺栓時(shí)，螺栓每端各配一個(gè)螺母、一個(gè)平墊圈（方形墊圈）。對(duì)于槽鋼和工字鋼翼緣上傾斜面的螺栓連接，則盡量使用斜墊圈，使螺母和螺栓頭部的支承面垂直于螺桿。
展開 平墊圈和彈簧墊圈都是我們比較熟知且經(jīng)常使用到的墊圈。由于兩者的特性不同，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，對(duì)兩者一定要加以區(qū)分，否則不僅無法發(fā)揮墊圈應(yīng)有的作用，而且可能導(dǎo)致一些不必要的麻煩。
平墊圈
平墊圈一般用于增大零部件之間的接觸面積，它的優(yōu)缺點(diǎn)介紹如下：
優(yōu)點(diǎn)：
①通過增大接觸面積，可以保護(hù)零部件不受損傷；
②通過增大接觸面積，減少螺母與設(shè)備之間的壓力，從而起到保護(hù)作用。
缺點(diǎn)：
①平墊圈無法起到抗震的作用；
②平墊圈也沒有防松的作用。
彈簧墊圈
彈簧墊圈可以依靠自身彈力起到防松的作用。它的優(yōu)缺點(diǎn)分別是——
優(yōu)點(diǎn)：
①彈簧墊圈具有良好的防松效果；
②彈簧墊圈具有較好的抗震效果；
③制造成本低；
④安裝很方便。
缺點(diǎn)：
彈簧墊圈受材質(zhì)、工藝的影響較大，如果材料不行、熱處理沒有把握好或者其他工藝沒有做到位，很容易發(fā)生裂開的現(xiàn)象，因此一定要選擇靠譜的生產(chǎn)商。
在實(shí)際使用過程中，由于平墊圈和彈簧墊圈的側(cè)重點(diǎn)不同，在很多場合二者是相互配合、一起使用的，這樣同時(shí)起到保護(hù)零部件、防止螺母松動(dòng)、減少震動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，是很棒的選擇~
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彈簧墊圈的最新內(nèi)容
增大摩擦力的防松方法有安裝彈簧墊圈和使用雙螺母等。
4.機(jī)械性防松。這類防松方法是利用各種止動(dòng)零件，阻止螺紋與零件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)防松。機(jī)械防松較可靠，所以應(yīng)用較多。常用的機(jī)械防松措施有開口銷與槽形螺母、止退墊圈與圓螺母、止動(dòng)墊圈與螺母、申聯(lián)鋼絲等。
5.不能拆的防松方法。利用定位焊、點(diǎn)鉚等方法把螺母固定在螺栓或被連接件上，可以把螺釘固定在被連接件上，達(dá)到了防松的效果。
普通墊圈的材料，推薦采用Q235、15鋼、35鋼，彈簧墊圈用65Mn制造,并經(jīng)熱處理和表面處理。
1.2.2 許用應(yīng)力
螺紋連接件的許用應(yīng)力與載荷性質(zhì)(靜、變載荷)、裝配情況(松連接或緊連接)以及螺紋連接件的材料、結(jié)構(gòu)尺寸等因素有關(guān)。
②彈簧（彈性）墊圈：彈簧墊圈見GB93、GB859等，彈性墊圈見GB860、GB955等。
③止退墊圈：有內(nèi)齒鎖緊墊圈，見GB861；外齒鎖緊墊圈，見GB862；單耳止動(dòng)墊圈，見GB854；雙耳止動(dòng)墊圈，見GB855；圓螺母止動(dòng)墊圈，見GB858等。
④斜墊圈：為了適應(yīng)工件支承面的斜度，可使用斜墊圈。有工字鋼的用方斜墊圈，見GB852；槽鋼的用方斜墊圈，見GB853。
本案例中的原始CAD模型只包含了固體區(qū)域，比如活門，彈簧，銜鐵，墊圈，頂桿等，做CFD仿真分析需要事先將流體域（通流域）抽出來，并設(shè)定相應(yīng)的邊界條件。
以控制口0.5mm開度情況為例，原始模型和抽取出來的流體以及網(wǎng)格如下圖所示：
流體域網(wǎng)格
Fluent設(shè)置好相應(yīng)的邊界條件后，將流體計(jì)算壓力和對(duì)流系數(shù)邊界條件在workbench平臺(tái)下導(dǎo)入Mecahnical進(jìn)行力學(xué)分析。
9、彈簧墊圈
開口彈簧墊圈
錐形彈性墊圈
10、雙疊自鎖墊圈
文章來源：機(jī)械設(shè)計(jì)
本案例中的原始CAD模型只包含了固體區(qū)域，比如活門，彈簧，銜鐵，墊圈，頂桿等，做CFD仿真分析需要事先將流體域（通流域）抽出來，并設(shè)定相應(yīng)的邊界條件。
（3）接線時(shí)避免損傷熔絲，緊固要適中，接線處要加墊彈簧墊圈。
（4）對(duì)于銅、鋁連接盡可能使用銅鋁過渡接頭，如沒有銅鋁接頭，可在銅接頭出掛錫進(jìn)行連接。
（5）對(duì)于容量較大的插入式熔斷器，在接線處可加墊薄銅片（0.2mm），這樣的效果會(huì)更好一些。
9.彈簧墊圈
彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈的壓平后，彈簧墊圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的彈力，使螺母與螺栓的螺紋連接副持續(xù)保持一個(gè)摩擦力，產(chǎn)生阻力矩，防止螺母松動(dòng)。
同時(shí)彈簧墊圈的開口處的尖角分別嵌入螺栓和被連接件表面，從而防止螺栓相對(duì)于被連接件回轉(zhuǎn)。
10.熱融緊固技術(shù)
熱融緊固技術(shù)，不需要預(yù)開孔，在封閉型材下可以直接攻絲實(shí)現(xiàn)連接，在汽車行業(yè)上使用的很多。
配電箱（柜）的焊接、螺栓連接均應(yīng)牢固，焊縫應(yīng)均勻、光潔、無焊皮、焊穿、氣孔等不良現(xiàn)象；螺栓的連接應(yīng)有平、彈簧墊圈、外露絲扣2—5扣。配電箱（柜）內(nèi)部零件、開孔邊緣應(yīng)平整光滑、無毛刺及裂口等。
它由外徑（D）、內(nèi)徑（d）、厚度（t）、高度（Ho）四個(gè)參數(shù)組成，用金屬板料或鍛壓坯料而成的截錐形截面的墊圈式彈簧。
碟形彈簧是法國人貝利維爾（J.Belleville）于是1866年發(fā)明的，當(dāng)時(shí)主要是作為墊圈使用，并在美國及法國申請(qǐng)了專利，因此又被稱為貝氏彈簧（Belleville Spring）。
