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別讓墊圈成為設備的 “隱形殺手”

2025-03-24

  墊圈在螺栓連接中承擔著載荷分布、防松、密封等關鍵功能。如果墊圈選擇不當(如材質不匹配、尺寸錯誤、硬度不足),可能導致以下問題:


  · 螺栓預緊力分布不均,引發局部應力集中;


  · 防松功能失效,螺栓在振動或載荷作用下松動;


  · 密封性能下降,導致泄漏或腐蝕。


  工程實踐中,墊圈選擇不當被認為是導致裝配失效的常見原因之一。例如,在風電、汽車、工程機械等高載荷、高振動的應用場景中,墊圈選擇不當引發的失效案例屢見不鮮。


  彈簧墊圈:




  不少人習慣用彈簧墊圈(鎖緊墊圈)防松,可它并非萬能。事實上,彈簧墊圈無法阻止預緊力丟失,僅在松動后產生微弱反向力,無法治本。1969 年,美國汽車工程師協會(SAE)就建議在Grade 8 (10.9級) 高強度螺栓或關鍵場景不要使用彈簧墊圈。


  在非持續振動、低預緊力的場景中,如果彈簧墊圈符合相應標準的要求,可以滿足一般機械連接的防松需求。但需要注意的是,彈簧墊圈的選型不當可能導致嚴重后果。例如:在螺栓連接中, 因選用了硬度不足的彈簧墊圈,導致墊圈在長期循環載荷下發生金屬疲勞斷裂,引發安全隱患。


  但在重載/高頻振動場景中(如工程機械行走機構),單靠彈簧墊圈難以維持預緊力,建議采用軸向預緊和法蘭面結構等更可靠的預緊方式。


  平墊圈:




  平墊圈選型不當同樣會引發裝配失效。例如 USS 墊圈的內徑一般都過大,會使螺栓頭支撐不足, 預緊力分布不均;而軟質退火鋼墊圈容易被螺栓頭擠壓變形,失去支撐功能。正確做法是根據螺栓強度匹配相應的墊圈,比如采用淬硬鋼墊圈適配 8.8/10.9 級螺栓,保障負載均勻傳遞。然而,國內墊圈規格繁雜,同標準不同年代的要求也有可能不同,工程師常因信息不足而錯誤選型,增加失效風險。

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