垫圈
垫圈（washer），又称华司，是通常用于垫在连接件与螺母之间的零件，其用途是作为间隔物用来保护被连接件的表面不受螺母擦伤，分散螺母对被连接件的压力，及减少振动带来的脱离。
垫圈通常是金属或塑料，一般为扁平形的金属环。由于压痕后扭矩被施加，以防止预负荷的损失，特殊场合需要硬化钢垫圈。特别是通过从铝表面绝缘钢螺丝。
橡胶或纤维垫片中使用的抽头（或水龙头，或者阀）以停止水的流动有时称为通俗地为垫片；但是，虽然他们可能看起来很相似，垫圈和垫片通常设计为不同的功能。
垫圈，这个词的起源不可考；第一记录使用的词是在1346年，然而，第一次的定义，记录是在1611年。[1]
类型和形式
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垫圈可分为三种类型;
- 平垫圈，其主要作用是防止连接件表面损伤，增大接触面积分散压力。
- 弹簧垫圈，弹簧垫圈的弹簧的基本作用，用于柔性地防止松动及振动。
- 锁紧垫圈，其防止连接件松动及防止螺丝的转动。
美国国家标准协会（ANSI）为一般使用平垫圈标准。A型是一系列钢垫圈具有广阔的公差，在精度不是关键的。B类是具有严格的公差，其中外径被归类为“窄”，“经常”或“宽”的特定螺栓尺寸系列平垫圈。[2]
- A型：正常直径，厚度正常
- B型：正常直径，light thickness
- C型：大直径，厚度正常
- D型：大直径，light thickness
材料
[编辑]垫圈可以由各种材料，包括制成，但不限于：[3]
- 钢铁 - 碳钢、弹簧钢、 304不锈钢、 316 / 316A不锈钢
耐腐蚀性
[编辑]许多技术被用来提高某些垫圈材料的腐蚀耐属性：
- 金属涂层：用于生产耐腐蚀垫圈的典型涂料是锌、镉和镍。锌涂层作为牺牲性表面层，在垫圈的材料受到损害之前就成为腐蚀性材料的牺牲品。[会产生高质量的保护表面，但在生物和环境方面都是有毒的。镍涂层只有在表面致密且无孔的情况下才能防止腐蚀。
- 钢铁磷化：非金属电镀，主要应用于钢铁表面磷化。
类型和形式
[编辑]平垫圈
[编辑]| 名称 | 图片 | 描述 |
|---|---|---|
| 平垫圈 | 
|
一个扁平环形，通常由金属制成，用于分散拧紧螺栓的负荷。另外，当孔的直径大于固定螺母时，可以使用平垫圈。[8][9] |
| 挡泥板垫圈 | 
|
外径与中心孔成比例的特别大的平垫圈。它们通常用于在薄金属板上传播载荷，并以其在汽车挡泥板上的使用而得名。它们也可以用来连接一个由于生锈或磨损而扩大的孔。在英国，这个名字最初来自旧英国便士的大小。大多数行业都把所有的大型垫圈都称为便士垫圈，即使外径是旧便士尺寸的两倍。
它们可用于密封水箱或大型蒸煮容器中的小孔，锈斑或管道连接。 |
| 球形垫圈 | 自调心螺母的一部分；它是一个带有一个弧形表面的垫圈，它被设计成与配合螺母一起使用，以便允许零件之间达到几度的不对中。 | |
| 锚板或 wall 垫圈 | .png)
|
连接到拉杆或螺栓的大板或垫圈，锚板用于砌体建筑物的外墙，用于结构加固。[10] |
| 扭矩垫圈 | 用于木工加上马车螺栓；它的中心有一个正方形的孔，正方形的马车螺栓可以插入。在拧紧螺母时，垫圈上的牙齿或叉头会咬入木头，从而防止螺栓自由旋转。[11] |
弹簧和锁紧垫圈
[编辑]| 名称 | 图片 | 描述 |
|---|---|---|
| 碟型垫片 | 
|
也被称为杯形弹簧垫圈或锥形垫圈，一个略微圆锥形的垫圈，当变形时提供轴向力。 表面可以是锯齿形的，这将具有改进的锁定能力。[12] |
| 弯曲碟形垫圈 | 
|
类似于碟形，除了垫圈只向一个方向弯曲，因此只有四个接触点。 与碟形垫圈不同，它们只施加轻微的压力。[13] |
| 波浪型垫圈 | 
|
在轴向上具有“波浪型”的垫圈，当压缩时提供弹簧压力。 大小相当的波形垫圈不会产生像碟形垫圈那样大的力量。有时会在安装小型滚珠轴承时会放入(尤其在小型，且较不要求精密的机械)，以吸收轴向间隙并给予少许预压，可减低运转时震动、噪音并延长寿命。 在德国，它们有时用作锁紧垫圈，然而它们比其他选择效果差。[14] |
| 开口垫圈或弹簧垫圈 | 
|
一个环分裂在一个点上，并弯曲成螺旋状。
这导致垫圈在紧固件的头部和基底之间施加弹力，这使得垫圈牢固地抵靠基底，并且螺栓螺纹牢固地抵靠螺母或基底螺纹，产生更多的摩擦和抵抗旋转。适用的标准是ASME B18.21.1，DIN 127B和美国军用标准 NASM 35338（以前称为MS 35338和AN-935）。 [15] 弹簧垫圈是左手螺旋线，并且只允许线沿右手方向，即顺时针方向收紧。当左旋转运动时，凸起的边缘咬入螺栓或螺母的下侧和螺栓连接的部分，从而阻止车削。因此，弹簧垫圈在左旋螺纹和硬化表面上无效。而且，它们不能与弹簧垫圈下方的平垫圈一起使用，因为这将弹簧垫圈咬入到将阻止转动的部件中。如果平垫圈需要跨越组件中的大孔，则必须使用尼龙螺母（尼龙垫片）。 弹簧垫圈的使用和有效性已经在最近的争论中，一些出版物建议不要使用它们，理由是，当紧固时，垫圈平贴在基材上，并且不会比同样的垫圈更难于旋转扭矩。[16][17][12] 弹簧锁垫圈的好处在于垫圈的梯形形状。当被压缩到接近螺栓的耐力时，它会扭曲和变平。这降低了螺栓连接的弹簧刚度，使其在相同的振动水平下保持更大的力。这可以防止松动。[18] |
| 齿形锁紧垫圈，锯齿形垫圈或星形垫圈[14] | 
|
带有锯齿的垫圈径向向内或向外伸入咬入轴承表面。这种垫圈与铝或塑料等软质基材一起使用时，作为锁紧垫圈特别有效。这种类型的垫圈的是用软基片使用时，如铝或塑料制成的锁紧垫圈特别有效，并且可以抵抗旋转比在坚硬的表面平垫圈更多。有四种类型：内部，外部，组合和埋头。内部风格沿着垫圈的内边缘具有锯齿，这使得它们更美观。[19]外部形状在外边缘具有锯齿，由于周长较大，所以提供了更好的保持力。[20]组合风格有两个边缘锯齿，最大的持有力量。[21]沉头式设计用于平头螺丝。[22]
牙齿锁紧垫圈也可用于接地连接，其中必须将金属接线片或物体电气连接到表面。垫圈的齿穿过表面氧化物，油漆或其他饰面，并提供一个气密的导电路径。在这些应用中，垫圈并不放置在螺钉的头部（或螺母下），而是放置在待粘接的表面之间。在这样的应用中，齿形垫圈不提供任何防旋转锁定特征。[23] |
| 单榫舌垫圈／双榫舌垫圈 | 
|
一个单榫舌垫圈的工作原理是有一个可以弯曲就位的垫圈。金属或非金属，突片垫圈槽口防止相对于轴或紧固件的旋转。[24] |
锁紧垫圈、锁紧螺母、锁紧螺母和螺纹锁紧液是防止振动松动螺栓连接的方法。
垫圈
[编辑]通常应用于各种垫圈类型，例如用于将龙头中的控制阀密封的垫圈。粉碎垫圈由软金属（如铝或铜）制成，用于密封流体或气体连接，如内燃机中的连接。
| 名称 | 图片 | 描述 |
|---|---|---|
| 肩垫圈 | 带整体式圆柱套筒的平垫圈型; 他们被用来保持分开不同的金属类型，并作为密封件。[25]这个术语也用于电气绝缘垫圈。[26] |
标准公制平垫圈尺寸
[编辑]标准公制尺寸的垫圈列于下表中。表中的测量结果是指该垫圈的尺寸由附图说明。
| 螺丝尺寸 （毫米） |
螺距螺纹 P （毫米） | 内部直径孔 d1（毫米） |
外部直径孔 d2（毫米） |
厚度 H（毫米） | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 粗 | 细 | |||||
| 1 | 0.25 | 1.1 | 3 | 0.3 | ||
| 1.2 | 0.25 | 1.3 | 3.5 | 0.3 | ||
| 1.4 | 0.3 | 1.5 | 4 | 0.3 | ||
| 1.6 | 0.35 | 1.7 | 4 | 0.3 | ||
| 1.7 | 1.8 | 4.5 | 0.3 | |||
| 1.8 | 0.35 | |||||
| 2 | 0.4 | 2.2 | 5 | 0.3 | ||
| 2.5 | 0.45 | 2.7 | 6 | 0.5 | ||
| 2.6 | 2.8 | 7 | 0.5 | |||
| 3 | 0.5 | 3.2 | 7 | 0.5 | ||
| 3.5 | 0.6 | 3.7 | 8 | 0.5 | ||
| 4 | 0.7 | 4.3 | 9 | 0.8 | ||
| 5 | 0.8 | 5.3 | 10 | 1 | ||
| 6 | 1 | 0.75 | 6.4 | 12 | 1.6 | |
| 7 | 1 | 7.4 | 14 | 1.6 | ||
| 8 | 1.25 | 1 | 8.4 | 16 | 1.6 | |
| 10 | 1.5 | 1.25 or 1 | 10.5 | 20 | 2 | |
| 12 | 1.75 | 1.5 or 1.25 | 13 | 24 | 2.5 | |
| 14 | 2 | 1.5 | 15 | 28 | 2.5 | |
| 16 | 2 | 1.5 | 17 | 30 | 3 | |
| 18 | 2.5 | 2 or 1.5 | 19 | 34 | 3 | |
| 20 | 2.5 | 2 or 1.5 | 21 | 37 | 3 | |
| 22 | 2.5 | 2 or 1.5 | 23 | 39 | 3 | |
| 24 | 3 | 2 | 25 | 44 | 4 | |
| 27 | 3 | 2 | 28 | 50 | 4 | |
| 30 | 3.5 | 2 | 31 | 56 | 4 | |
| 33 | 3.5 | 2 | 34 | 60 | 5 | |
| 36 | 4 | 3 | 37 | 66 | 5 | |
| 39 | 4 | 3 | 40 | 72 | 6 | |
| 42 | 4.5 | 3 | 43 | 78 | 7 | |
| 45 | 4.5 | 3 | 46 | 85 | 7 | |
| 48 | 5 | 3 | 50 | 92 | 8 | |
| 52 | 5 | 4 | 54 | 98 | 8 | |
| 56 | 5.5 | 4 | 58 | 105 | 9 | |
| 60 | 5.5 | 4 | 62 | 110 | 9 | |
| 64 | 6 | 4 | 66 | 115 | 9 | |
| 68 | 70 | 120 | 10 | |||
| 72 | 74 | 125 | 10 | |||
| 76 | 78 | 135 | 10 | |||
| 80 | 82 | 140 | 12 | |||
| 85 | 87 | 145 | 12 | |||
| 90 | 93 | 160 | 12 | |||
| 100 | 104 | 175 | 14 | |||
参见
[编辑]注释
[编辑]参考
[编辑]- ^ 存档副本. [2016-09-01]. （原始内容存档于2017-05-09）.
- ^ bokers.com. [2016-09-01]. （原始内容存档于2017-07-06）.
- ^ Stampings & Washers | Accutrex. www.accutrex.com. [2016-02-11]. （原始内容存档于2016-02-15）.
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深入阅读
[编辑]- Parmley, Robert. (2000). "Section 11: Washers." Illustrated Sourcebook of Mechanical Components. New York: McGraw Hill. ISBN 0070486174 Drawings, designs and discussion of various uses of washers.
外部链接
[编辑]
- ASME Plain washer dimensions (Type A and Type B) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Typical USA Flat Washer Dimensions （页面存档备份，存于互联网档案馆） USS, SAE, Fender, and NAS washer ID & OD (mm)
- American National Standard (ANSI) Type B Plain Washers
- SAE Flat Washers Type A Plain Washers
- USS & SAE Combined Flat Washer Dimensions （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Flat Washer Thickness Table （页面存档备份，存于互联网档案馆） Steel Gage Thicknesses, non-metric
- Split Lockwashers: Truth vs. Myth （页面存档备份，存于互联网档案馆） Hill Country Engineering
