机械设计实践使用弹簧垫圈探讨

　　4.弹簧垫圈有时会出现涨圈现象。（弹簧垫圈在装配过程中或装配后 出

　　现开口值m增大超差现象 也就是弹簧垫圈的直径变大 向外膨胀。这种现象 有人称为涨圈。）航空紧固件标委会曾作过试验发现引起弹簧垫圈产生涨圈 的主要原因是螺母支承面太小特别是螺母支承面的倒角圆太小。为了避免涨 圈应尽量使用选用标准型六角螺母；当必须选用小六角螺母时螺母的支承面 不能倒角不选用中径杆螺栓或使用六角法兰面螺母。

　　另外 还有一个新的论点 就是螺栓联接防松不使用弹簧垫圈 甚至不使 用平垫。因为发现国外对弹簧垫圈很少使用;一些国外的图纸里面就不用垫圈； 有些进口的国外设备不使用弹簧垫圈。

　　到底弹簧垫圈和平垫圈的防松效果如何大家可以参考下面的记载有人为 验证弹簧垫圈和平垫圈的防松效果进行了振动防松试验。其结果很有意思。 （由于振动试验与测试不是按标准进行的结果仅供参考。）试验结果：

　　GB/T7244等传统使用的弹簧垫圈由于弹力不均也不十分可鼎多用于不甚 重要的联接 广泛用于经常拆开的联接处。（而《机械工程师电子手册》对弹簧 垫圈介绍是:由于弹力不均也不十分可靠多用于不其重要的联接。对联接表 面不允许划伤和经常拆卸的场合不宜选用。）

　　我们知道弹簧垫圈（G8/T93-1987）是一种用来锁紧螺母或螺钉的标准紧固件。

　　如果下面增加平垫会大大消减其防松效果。因为加了平垫之后弹簧垫的切口 尖角不是嵌入被联接件而是卡在平垫上了如果平垫与工件之间摩擦力不够大 更容易松扣了 增加了一个摩擦面 增加了一个不稳定的因素。

　　德国在1987年版的弹簧垫圈DlNl27〃适用范Pr中 明确规定该垫圈只适 用于级或级以下螺栓的连接。

　　1987年 美国国防部首次发布了米制的国防部标准DODW-70336《弹簧垫 圈》。该标准没有使用范围的限制。日本的标准与之相近。

　　日本人在《机械设计实践》一书中认为 弹簧垫圈会使零件表面受损 而 实际起不到什么作用。

　　对于要求可鼎、安全性要求高的产品来说 弹簧垫圈是一种不可鼎的防松 紧固件。下面列出弹簧垫圈存在的缺点：

　　1・防松可靠性差 有资料表明 其防松寿命比全金属自锁螺母低20倍 比 尼龙圈自锁螺母低60倍以上。

　　2.电镀锌的钢弹簧垫圈会产生氢脆断裂•形成多余物•造成事故。近年来 航空产品使用的弹簧垫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ标准紧固件发生过多起氢脆问题 主要发生在经过表 面镀锌和镀镉,弹簧垫圈上，。

　　介绍的:依靠弹簧垫圈在压平后产生的弹力及其切口尖角嵌入被联接件及紧固件 支承面起防松作用。结构简单、成本低、使用简便。GB/T93、GB/T859和

　　上面的试验起码说明了使用弹簧垫圈的防松效果有问题。国外在螺母防松 上已很少使用加垫圈的方式了（国与国并不一样）。手册、文献上都有明确记载 大家可以查一查。

　　HG/《化工装置管道材料设计技术规定》中规定:垫圈在一般 情况时不宜使用只有在金属螺栓（柱）和螺母用于紧固非金属或有色金属连接 件时才使用。

　　试验分析: 接触面大而预紧力保持相同 则摩擦力大 防松效果好。根据摩擦二项式

　　弹簧垫圈防松机理理想的认为是靠垫圈压平后产生的弹力（增加摩擦力）O加弹簧垫圈 多了一个可松动的活动接触面;弹簧垫圈支承而面积小；十弹簧垫 圈压不平或一旦受冲击振动张开时•接触面发生变化（开口两端接触）支承面减 小 螺栓接触面很快松动；山于弹簧垫圈支承而面积小 不平 很容易使承载面 划伤和损坏 山于接触不良•局部表而丿土应力很离 十受往复载荷、冲击或振动 作用时 局部表面爪应力进一步增大 而产生永久变形（汗坏）使联接出现间 隙预紧力急速下降联接松动。

　　平垫和弹垫使用论者:—起使用能做到不损伤工件表面弹垫可以防松平 垫能使产品的受力面积增加来减小零件表面压强。很多公司的产品都是平垫 与弹簧垫一起使用的。”实践是检验真理的唯一标准“。

　　较好的黑色金属零件直接用弹簧垫更能防松防逆转（前题是对工件表面损伤无要 求）;如果螺栓孔比较大可以配合平垫使用。如果被联接件硬度较软（如有色金属 零件）也须配合平垫使用以防破坏零件表面（只能用于振动不大的场合）;当 靠预紧力保证连接时 只用平垫圈 不用弹簧垫圈。

　　管道法兰一般是不使用垫圈的 无论是国标、化工、石化标准 还是国外 标准 都是这样规定的。实际上对于压力容器 都不用加弹垫。这是因为预紧 力很大远远大于弹垫所提供的预紧力（预紧力时会破坏弹垫）o

　　据报道 标准弹簧垫圈（GB/T93）在汽车行业上使用得越来越少了。而齿形 弹性垫圈中的连接齿形山于锁紧力大而且均匀 在汽车行业中使用较多。 无防松要求安装面平整的场合可以不用垫圈很多精密设备上都不用 垫圈就可以证明。