【康沃真空網(wǎng)】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)。我們之前發(fā)過(guò)一篇《12種超級(jí)經(jīng)典的螺栓防松設(shè)計(jì)》文章，其中有提到使用彈簧墊圈來(lái)防松。然后有讀者提出質(zhì)疑：彈簧墊圈并不能防松！那我們今天就來(lái)探討一下，彈簧墊圈究竟防不防松。
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(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)。
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(guó)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(guó)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(shuō)，鋼制彈簧墊圈在CASC早就是被禁止使用了！也說(shuō)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(chē)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(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10N·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(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(shuō)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(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200N·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。
同時(shí)，美國(guó)宇航局（NASA）也發(fā)現(xiàn)了開(kāi)口彈簧墊圈的問(wèn)題，在NASA標(biāo)準(zhǔn)中在鎖緊螺母一章中，這樣寫(xiě)到：“典型的螺旋彈簧墊圈…在螺栓緊固的時(shí)候起到彈簧的作用。可是，當(dāng)螺栓被完全緊固的時(shí)候，墊圈一般來(lái)講是變平了。在這個(gè)時(shí)候，完全可以將它當(dāng)作一體平墊圈，它的鎖緊功能根本不存在?？偠灾?，這種類(lèi)型的鎖緊墊圈對(duì)于鎖緊而言，一無(wú)是處?！痹墓?jié)選，參見(jiàn)下圖。
不過(guò)也有專(zhuān)業(yè)人士表示不認(rèn)同這種說(shuō)法。大家怎么看？
