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彈簧墊圈(彈墊)的使用方法及原理分析
在各類(lèi)機(jī)械連接件中，螺栓的防松是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。生活中有很多方法來(lái)預(yù)防螺栓松動(dòng)，其中就包括使用彈簧墊圈來(lái)防松。彈簧墊圈在螺絲行業(yè)，常叫為彈墊。那么為什么它會(huì)被頻繁使用呢，這得從彈簧墊圈的作用及原理說(shuō)開(kāi)去。
一、彈簧墊圈的作用：
彈簧墊圈的基本作用是在螺母擰緊之后給螺母一個(gè)力，增大螺母和螺栓之間的摩擦力！也就是為了防止運(yùn)行中的設(shè)備震動(dòng)造成緊固螺栓的松動(dòng)，而增加的一種防護(hù)措施。
二、彈簧墊圈的防松原理：
彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈壓平后，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，從而防止螺母松動(dòng)。同時(shí)彈簧墊圈開(kāi)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)。
然而，實(shí)踐證明，彈簧墊圈只能提供10 N/m的彈力，而10 N/m的彈力對(duì)于280 N/m的螺栓預(yù)緊力矩來(lái)說(shuō)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(méi)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。
另附上彈簧墊圈的防松作用及原理圖：
從彈簧墊圈的作用及原理來(lái)看，用彈簧墊圈來(lái)防松并不是一種很好的防松方法，還是該尋找一種比較理想的靠增加摩擦阻力矩的防松方法。
彈簧墊圈的防松案例
車(chē)橋主減速器與橋殼的連接使用10.9級(jí)M16X100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(méi)有彈簧墊圈兩種狀態(tài)下檢測(cè)螺栓擰緊過(guò)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10 N.m的預(yù)緊力矩;而沒(méi)有彈簧墊圈的情況下，螺栓在力矩顯著上升前，力矩處于0 N.m狀態(tài)。
以此推斷用約10 N.m的螺栓預(yù)緊力矩就可以將彈簧墊圈完全壓平。再通過(guò)用數(shù)顯扭矩扳手檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)螺栓扭矩還未達(dá)到20 N.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(shuō)明，彈簧墊圈只能提供10 N.m的彈力，而10 N.m的彈力對(duì)于280 N.m的螺栓預(yù)緊力矩來(lái)說(shuō)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(méi)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。
另外，在螺栓與被連接件之間增加一個(gè)墊圈，如果墊圈質(zhì)量有問(wèn)題，相當(dāng)于給螺栓連接又增加了一個(gè)安全隱患。
綜上所述，當(dāng)螺栓扭矩較大時(shí)(大于200 N.m)，用彈簧墊圈給螺栓防松的方式弊大于利。為此，在沖擊、振動(dòng)和變載的作用下，預(yù)緊力可能在某一瞬間消失，連接有可能松脫。在提高螺栓連接疲勞強(qiáng)度的前提下，減少疲勞失效的措施之一，多采用螺紋鎖固膠防松技術(shù)，在螺紋部位涂防松鎖固膠。就是通過(guò)把螺紋鎖固膠填充到螺紋連接副間隙內(nèi)，將內(nèi)外螺紋粘接(固化)在一起，以達(dá)到防松要求的一種粘接防松技術(shù)。