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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

 
一個普通墊圈和彈簧墊圈放置在螺母（在螺紋端）和螺栓頭部之間的螺栓。

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]

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。
  • 電鍍：該方法利用電解反應將其他金屬鍍於金屬物體的表面；如鉻或銀。
  • 鋼鐵磷化：非金屬電鍍，主要應用於鋼鐵表面磷化。
  • 化學鍍：是利用自催化原理在基體表面沉積合金的新型表面處理工藝，和傳統需使用外部電源的電鍍不同。[6][7]

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   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。內部風格沿著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

注釋

參考

  1. ^ 存档副本. [2016-09-01]. （原始内容存档于2017-05-09）. 
  2. ^ bokers.com. [2016-09-01]. （原始内容存档于2017-07-06）. 
  3. ^ Stampings & Washers | Accutrex. www.accutrex.com. [2016-02-11]. （原始内容存档于2016-02-15）. 
  4. ^ "Teflon PTFE Washers （页面存档备份，存于互联网档案馆）", New Process, retrieved May 10, 2016
  5. ^ Nylon Spacers And Washers - New Process Fibre. New Process Fibre Company, Inc. [2016-02-11]. （原始内容存档于2020-11-29） （美国英语）. 
  6. ^ Washers Information | IHS Engineering360. www.globalspec.com. [2016-02-11]. （原始内容存档于2020-11-11）. 
  7. ^ *GJB/Z 594A-2000 金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列。
  8. ^ Paul Green. The Mechanical Engineering Drawing Desk Reference: Creating and Understanding ISO Standard Technical Drawings. Lulu.com / CreateSpace. 2007. Washers, p.205 [2017-11-25]. （原始内容存档于2019-05-20）. 
  9. ^ Nikolas Davies; Erkki Jokiniemi. Dictionary of architecture and building construction. Architectural Press. 2008. Flat Washer, p.153 [2017-11-25]. （原始内容存档于2019-05-19）. 
  10. ^ Bucher, Ward. Dictionary of Building Preservation. Preservation Press. 1996: 576. 
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  12. ^ 12.0 12.1 Fastener Design Manual (PDF). NASA.gov. NASA. [2017-11-25]. （原始内容存档 (PDF)于2013-10-29）. 
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  17. ^ IS 3063 : 1994 Fasteners - Single coil rectangular section spring lock washers - Specification
  18. ^ Bickford. John H. "An Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints" 3rd Ed 1995. p561 ISBN 978-0824792978
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  20. ^ Specifications for External Tooth Lock Washers ASME B18.21.1-1999 (PDF). [2017-11-25]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-04）. 
  21. ^ Specifications for Internal/External Tooth Lock Washers ASME B18.21.1-1999 (PDF). [2017-11-25]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-05）. 
  22. ^ Specifications for Countersunk External Tooth Lock Washers ASME B18.21.1-1999 (PDF). [2017-11-25]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-05）. 
  23. ^ Improved Bonding and Grounding Methods for Electrical / Electronic Equipment (PDF). （原始内容 (PDF)存档于2014-02-02）. 
  24. ^ ”What’s With Washers? （页面存档备份，存于互联网档案馆）”, Assembly Magazine, retrieved May 10, 2016.
  25. ^ Fox, Brad; VanderWeyde, Peter. Alloy boat corrosion: how to prevent it. Ripple Industries Pty Ltd. 2008: 16 [2017-11-25]. （原始内容存档于2019-05-19）. 
  26. ^ Fluorescent light. Popular Science (Bonnier Corporation). June 1965, 186 (6): 117–118 [2017-11-25]. ISSN 0161-7370. （原始内容存档于2019-05-20）. 

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

 
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