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你知道紧固件为什么要使用垫圈吗?

垫圈是非常常见的标准件,我们经常会在螺栓与螺母这类螺纹连接的紧固过程中发现垫圈的身影。甚至可以这么说,垫圈总是与螺栓或螺丝这类螺纹紧固件配合使用。

如果基体材料非常软,那么在螺栓或螺丝拧入的过程中会导致基体母板材料的表面受到损伤。通过使用垫圈,可以将这个挤压力分布在更大的区域里,避免对母板表面的伤害。

如果基体材料非常软,而且安装紧固件的孔周边已经发生损坏,那么在紧固件拧入的过程中,可能会发生拉穿失效的问题,这是因为在大多数情况下,施加在拧紧过程中的力足以将紧固件拉过材料母板,而垫圈的存在则有助于产生较小的聚集压力。

当螺栓或螺丝拧入的母板表面不够光滑、平整时,紧固件的头部很有可能被卡住,通过使用垫圈,可以保证螺栓或螺丝的表面滑动而使安装变得更加简单。

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一些垫圈采用了特殊的结构设计,使其具有防止螺母发生松脱的功能。我们俗称这类垫圈为锁紧垫圈,在结构形式上有很多种,开口型、星型以及波浪型等等。这类锁紧垫圈需要与螺母配合一起使用。由此可见,除了特殊设计的锁紧垫圈以外,其余垫圈多是为了将载荷分布在螺栓头和螺母面下,也就是说,垫圈对于连接结构来说,只是起到了分散载荷的作用。  

螺纹紧固件在安装后发生松脱的原因,多半是因为横向载荷引起的,因为它会导致接头发生滑动,因此我们总是强调预紧力的重要性,足够的预载荷可以有效避免接头发生相对滑动的问题,进而避免松脱的发生。但是,对于螺纹紧固件的安装来说,有效地控制预紧力是一个非常重要的问题,即使螺纹规格和安装工具等都没有变化,不同的操作人员同样可能会造成预紧力不足的问题发生。 此外,我们不能忽略的一点就是,当使用垫圈进行安装时,垫圈不是保持固定不动的,它是可以沿着螺纹紧固件的轴线旋转的,而这必定会影响扭力的输入,进而影响到预紧力。 近年来,法兰紧固件的使用逐渐增多,因为法兰同样具有合理分散载荷力的能力,而且消除了上面提到的旋转问题,因此法兰紧固件才会逐渐替代垫圈的应用。


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