淘钉钉-螺栓连接时，到底要不要再加垫圈？

我们在机械设备中经常会看到有些螺栓连接会用到垫圈，有些螺栓连接没有用垫圈，有的螺栓连接用的是平垫圈，有的用弹簧垫圈，有的用弹簧垫圈再加平垫圈。

我们在做设计时到底要不要用垫圈呢？

螺栓连接–无垫圈，如图1.

图1

螺栓连接–用平垫圈，如图2.

图2

螺柱联接—-弹簧垫圈防松，如图3.

图3

垫圈到底起到什么作用？

01平垫圈

在螺栓需要经常拆卸的场合，为了保护被连接件的表面不被划伤，一般需要在螺母或螺栓头位置放置平垫圈，这样就可以防止被连接件表面不被划伤了，特别对于采用精密机加工的表面。

在一些摩擦系数要求比较精准的连接处，又没有对摩擦系数进行单独的试验要求，比如风电螺栓连接中，一般采购螺栓、螺母、垫圈连接副。

这种情况下螺栓、螺母、垫圈都是由同一厂家提供的，螺栓生产厂家需要对螺母和垫圈进行相应的处理，以保证螺母与垫圈间的摩擦系数保持一致性。同时要求供应商测试扭矩系数满足技术要求。

当螺栓强度比较高，被连接件的许用压应力比较低时。例如现在汽车轻量化要求越来越高，在车身甚至底盘结构件上，大量采用了轻量化连接技术和结构，为了降低螺栓连接接头中被连接件承压面的压应力，防止出现压溃和永久塑性变形，一般需要增加平垫圈。

另外，螺栓连接中螺栓头或螺母承压面的压力传递是呈喇叭形逐渐扩大的，承压面越大压应力就越小，因此增加了平垫圈可以降低被连接件接触面的压应力，保证螺栓连接的有效。

对于需要密封的连接，增大了应力锥在结合面上的应力分布直径。这样，增加垫圈可以保证密封效果，如图4。

图4

在有一些场合，例如汽车大多采用冲压件和焊接件，两个零件之间的孔的位置度不能很好的精确匹配。为了保证两个连接件之间螺栓孔能一一对应，我们需要增加孔的直径来补偿孔的位置度偏差，螺栓孔超出标准要求时，压应力超过材料的强度，这种情况下就需要增加平垫圈。

有时为了安装调整方便，例如控制臂支架与控制表连接，两个螺栓连接中的其中一个螺栓孔会制成长孔，这样可以在一定范围内调节工件的安装位置，当用长孔时，须采用加厚平垫圈，更具具体情况，甚至采用专用垫圈或多个垫圈。

02弹簧垫圈

弹簧垫圈的主要目的是防松，一般用于对螺栓预紧力要求不高，且动载荷较小的场合。目前大量测试已经确认弹簧垫圈对于防松效果不大，所以对于预紧力比较高的拧紧场合，连接比较重要的场合不推荐使用弹簧垫圈。

但是对于电气连接接头来说，弹簧垫圈对最终完全松动时候还是有一定的效果，特别是松动到一定程度，小预紧力时候仍然能够有一定的预紧力存在，这时比不带弹簧垫圈的效果仍然能够起到一定的作用。

当螺栓的夹持长度比较短时，螺栓应力松弛比较明显，弹簧垫圈可以弥补应力松弛。当然，这个时候可以考虑采用碟形弹簧来代替弹簧垫圈使用，碟形弹簧能够在轴向压力更加均匀分布。

有实验表明，动载荷工况下高强度螺栓连接弹簧垫圈几乎没有防松作用，还会引起螺栓夹紧力的快速衰减，因此国外已经很少把弹簧垫圈用在高强度螺栓连接了。

那么什么情况可以不用垫圈呢？

承受剪应力螺栓（铰制孔螺栓）连接一般不需要垫圈，首先剪应力螺栓不需要太大的预紧力，工作中也不承受轴向力，这种情况下螺栓孔一般都比较小，螺母或螺栓头承压面一般都比较大不需要降低压应力被连接件就可以承受。

当用法兰面螺母或螺栓时，因法兰面螺栓或螺母的接触面积较大，通常不再需要垫圈来增加接触面积降低压应力。

来源：淘钉钉工业品商城