墊圈
墊圈（washer），又稱華司，是通常用於墊在連接件與螺母之間的零件，其用途是作為間隔物用來保護被連接件的表面不受螺母擦傷，分散螺母對被連接件的壓力，及減少振動帶來的脫離。
墊圈通常是金屬或塑料，一般為扁平形的金屬環。由於壓痕後扭矩被施加，以防止預負荷的損失，特殊場合需要硬化鋼墊圈。特別是通過從鋁表面絕緣鋼螺絲。
橡膠或纖維墊片中使用的抽頭（或水龍頭，或者閥）以停止水的流動有時稱為通俗地為墊片；但是，雖然他們可能看起來很相似，墊圈和墊片通常設計為不同的功能。
墊圈，這個詞的起源不可考；第一記錄使用的詞是在1346年，然而，第一次的定義，記錄是在1611年。[1]
類型和形式
墊圈可分為三種類型;
- 平墊圈，其主要作用是防止連接件表面損傷，增大接觸面積分散壓力。
- 彈簧墊圈，彈簧墊圈的彈簧的基本作用，用於柔性地防止鬆動及振動。
- 鎖緊墊圈，其防止連接件鬆動及防止螺絲的轉動。
美國國家標準協會（ANSI）為一般使用平墊圈標準。A型是一系列鋼墊圈具有廣闊的公差，在精度不是關鍵的。B類是具有嚴格的公差，其中外徑被歸類為「窄」，「經常」或「寬」的特定螺栓尺寸系列平墊圈。[2]
- A型：正常直徑，厚度正常
- B型：正常直徑，light thickness
- C型：大直徑，厚度正常
- D型：大直徑，light thickness
材料
墊圈可以由各種材料，包括製成，但不限於：[3]
- 鋼鐵 - 碳鋼、彈簧鋼、 304不銹鋼、 316 / 316A不銹鋼
耐腐蝕性
許多技術被用來提高某些墊圈材料的腐蝕耐屬性：
- 金屬塗層：用於生產耐腐蝕墊圈的典型塗料是鋅、鎘和鎳。鋅塗層作為犧牲性表面層，在墊圈的材料受到損害之前就成為腐蝕性材料的犧牲品。[會產生高質量的保護表面，但在生物和環境方面都是有毒的。鎳塗層只有在表面緻密且無孔的情況下才能防止腐蝕。
- 鋼鐵磷化：非金屬電鍍，主要應用於鋼鐵表面磷化。
類型和形式
平墊圈
| 名稱 | 圖片 | 描述 |
|---|---|---|
| 平墊圈 | 
|
一個扁平環形，通常由金屬製成，用於分散擰緊螺栓的負荷。另外，當孔的直徑大於固定螺母時，可以使用平墊圈。[8][9] |
| 擋泥板墊圈 | 
|
外徑與中心孔成比例的特別大的平墊圈。它們通常用於在薄金屬板上傳播載荷，並以其在汽車擋泥板上的使用而得名。它們也可以用來連接一個由於生鏽或磨損而擴大的孔。在英國，這個名字最初來自舊英國便士的大小。大多數行業都把所有的大型墊圈都稱為便士墊圈，即使外徑是舊便士尺寸的兩倍。
它們可用於密封水箱或大型蒸煮容器中的小孔，鏽斑或管道連接。 |
| 球形墊圈 | 自調心螺母的一部分；它是一個帶有一個弧形表面的墊圈，它被設計成與配合螺母一起使用，以便允許零件之間達到幾度的不對中。 | |
| 錨板或 wall 墊圈 | .png)
|
連接到拉桿或螺栓的大板或墊圈，錨板用於砌體建築物的外牆，用於結構加固。[10] |
| 扭矩墊圈 | 用於木工加上馬車螺栓；它的中心有一個正方形的孔，正方形的馬車螺栓可以插入。在擰緊螺母時，墊圈上的牙齒或叉頭會咬入木頭，從而防止螺栓自由旋轉。[11] |
彈簧和鎖緊墊圈
| 名稱 | 圖片 | 描述 |
|---|---|---|
| 碟型墊片 | 
|
也被稱為杯形彈簧墊圈或錐形墊圈，一個略微圓錐形的墊圈，當變形時提供軸向力。 表面可以是鋸齒形的，這將具有改進的鎖定能力。[12] |
| 彎曲碟形墊圈 | 
|
類似於碟形，除了墊圈只向一個方向彎曲，因此只有四個接觸點。 與碟形墊圈不同，它們只施加輕微的壓力。[13] |
| 波浪型墊圈 | 
|
在軸向上具有「波浪型」的墊圈，當壓縮時提供彈簧壓力。 大小相當的波形墊圈不會產生像碟形墊圈那樣大的力量。有時會在安裝小型滾珠軸承時會放入(尤其在小型，且較不要求精密的機械)，以吸收軸向間隙並給予少許預壓，可減低運轉時震動、噪音並延長壽命。 在德國，它們有時用作鎖緊墊圈，然而它們比其他選擇效果差。[14] |
| 開口墊圈或彈簧墊圈 | 
|
一個環分裂在一個點上，並彎曲成螺旋狀。
這導致墊圈在緊固件的頭部和基底之間施加彈力，這使得墊圈牢固地抵靠基底，並且螺栓螺紋牢固地抵靠螺母或基底螺紋，產生更多的摩擦和抵抗旋轉。適用的標準是ASME B18.21.1，DIN 127B和美國軍用標準 NASM 35338（以前稱為MS 35338和AN-935）。 [15] 彈簧墊圈是左手螺旋線，並且只允許線沿右手方向，即順時針方向收緊。當左旋轉運動時，凸起的邊緣咬入螺栓或螺母的下側和螺栓連接的部分，從而阻止車削。因此，彈簧墊圈在左旋螺紋和硬化表面上無效。而且，它們不能與彈簧墊圈下方的平墊圈一起使用，因為這將彈簧墊圈咬入到將阻止轉動的部件中。如果平墊圈需要跨越組件中的大孔，則必須使用尼龍螺母（尼龍墊片）。 彈簧墊圈的使用和有效性已經在最近的爭論中，一些出版物建議不要使用它們，理由是，當緊固時，墊圈平貼在基材上，並且不會比同樣的墊圈更難於旋轉扭矩。[16][17][12] 彈簧鎖墊圈的好處在於墊圈的梯形形狀。當被壓縮到接近螺栓的耐力時，它會扭曲和變平。這降低了螺栓連接的彈簧剛度，使其在相同的振動水平下保持更大的力。這可以防止鬆動。[18] |
| 齒形鎖緊墊圈，鋸齒形墊圈或星形墊圈[14] | 
|
帶有鋸齒的墊圈徑向向內或向外伸入咬入軸承表面。這種墊圈與鋁或塑料等軟質基材一起使用時，作為鎖緊墊圈特別有效。這種類型的墊圈的是用軟基片使用時，如鋁或塑料製成的鎖緊墊圈特別有效，並且可以抵抗旋轉比在堅硬的表面平墊圈更多。有四種類型：內部，外部，組合和埋頭。內部風格沿着墊圈的內邊緣具有鋸齒，這使得它們更美觀。[19]外部形狀在外邊緣具有鋸齒，由於周長較大，所以提供了更好的保持力。[20]組合風格有兩個邊緣鋸齒，最大的持有力量。[21]沉頭式設計用於平頭螺絲。[22]
牙齒鎖緊墊圈也可用於接地連接，其中必須將金屬接線片或物體電氣連接到表面。墊圈的齒穿過表面氧化物，油漆或其他飾面，並提供一個氣密的導電路徑。在這些應用中，墊圈並不放置在螺釘的頭部（或螺母下），而是放置在待粘接的表面之間。在這樣的應用中，齒形墊圈不提供任何防旋轉鎖定特徵。[23] |
| 單榫舌墊圈／雙榫舌墊圈 | 
|
一個單榫舌墊圈的工作原理是有一個可以彎曲就位的墊圈。金屬或非金屬，突片墊圈槽口防止相對於軸或緊固件的旋轉。[24] |
鎖緊墊圈、鎖緊螺母、鎖緊螺母和螺紋鎖緊液是防止振動鬆動螺栓連接的方法。
墊圈
通常應用於各種墊圈類型，例如用於將龍頭中的控制閥密封的墊圈。粉碎墊圈由軟金屬（如鋁或銅）製成，用於密封流體或氣體連接，如內燃機中的連接。
| 名稱 | 圖片 | 描述 |
|---|---|---|
| 肩墊圈 | 帶整體式圓柱套筒的平墊圈型; 他們被用來保持分開不同的金屬類型，並作為密封件。[25]這個術語也用於電氣絕緣墊圈。[26] |
標準公制平墊圈尺寸
標準公制尺寸的墊圈列於下表中。表中的測量結果是指該墊圈的尺寸由附圖說明。
| 螺絲尺寸 （毫米） |
螺距螺紋 P （毫米） | 內部直徑孔 d1（毫米） |
外部直徑孔 d2（毫米） |
厚度 H（毫米） | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 粗 | 細 | |||||
| 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 | |||
參見
註釋
參考
- ^ 存档副本. [2016-09-01]. （原始內容存檔於2017-05-09）.
- ^ bokers.com. [2016-09-01]. （原始內容存檔於2017-07-06）.
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- ^ Bickford. John H. "An Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints" 3rd Ed 1995. p561 ISBN 978-0824792978
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深入閱讀
- 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.
外部連結
- ASME Plain washer dimensions (Type A and Type B) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Typical USA Flat Washer Dimensions （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- Flat Washer Thickness Table （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Steel Gage Thicknesses, non-metric
- Split Lockwashers: Truth vs. Myth （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Hill Country Engineering
