双叠自锁垫圈的防松原理及安装方面的介绍

双叠自锁垫圈

双叠自锁垫圈发展于瑞典NORD-LOCK AB公司的一种自锁防松垫圈，其独特的嵌入式结构改变了传统依靠摩擦力的防松方式。而采用楔形角的改变增加螺栓的张力进行防松。

为保证自锁垫圈不发生跟转，自锁垫圈与螺栓及被连接件接触表面为放射状的细斜齿纹面，并且垫圈采用合金钢或优特钢热处理后的硬度设置较大，保证受力后锁紧垫圈的斜齿纹面与螺栓及被连接件接触面成咬合状态。

而垫圈的另一面采用大于螺栓升角的楔形角度，当螺栓受到振动，螺栓发生松动趋势时，只有两垫片之间发生相对错动，由于楔形角度的增量，螺栓再次出现轴力增大现象，故螺栓不会发生松动。

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双叠自锁垫圈的防松原理解析

1.1自锁垫圈防松前提条件

图1头部位置简图

见图1要保证防松的前提条件，错动位置发生在上垫圈与下垫圈的位置，不能发生在其它两处。即三者的松退力矩关系为：

以上整理得到

故保证自锁性能必须上垫圈与下垫圈的摩擦系数必须小于其它位置摩擦系数。通过垫圈表面采用小齿面且垫圈硬度较高，嵌入到螺栓及被连接件表面，以增加摩擦系数，防止跟转。

上式中：

1.2自锁垫圈防松原理

图2所示的螺栓与自锁垫圈配合简图，垫圈发生反转，在斜齿上表现再拧紧，而发生在螺栓螺纹处表现拧松，由于α>β，反转一定度数轴向位移量是增加的，即轴向力是增加的。

图2螺栓与垫圈配合简图

1.2.1松动θ度螺栓轴力的增加量

式中：△F为轴力增量，LG为垫圈斜齿产生的位移增量，LK为螺纹升角产生的位移量，k为刚度，d2为螺纹中径，β为螺纹升角，θ为松开旋转角度。

1.3松动扭矩的计算

对于头部松开方向

对于螺纹部分松开方向

由松开扭矩

，即

式中：Mb为松动扭矩，MG为螺纹松动扭矩，

为螺纹摩擦角。

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双叠自锁垫圈的规格选择及安装方法

双叠自锁垫圈根据材料的不同，分为不锈钢材料与碳钢材料，对于不锈钢材料主要由EN1.4404合金钢等，碳钢垫圈由EN1.7182合金钢，S60c,35CrMo优质特等钢等。

不锈钢垫圈规格表示方法：NL+规格+ss；碳钢垫圈规格表示方法：NL+规格。一般不锈钢垫圈表面采用硬化处理，硬度在HV350-550;

而碳钢表面处理根据需求的不同，有弹簧钢硬化磷化黑，机械镀锌，镀镍，达克罗处理等。

双叠自锁垫圈首次使用采用2个1组(发货状态为胶结在一起）的状态安装，重复使用时，先确认斜齿是否折损，有无裂纹，然后根据下图正确组装方法使用。注：禁止采取其它垫片一起使用。

2.1组装方式

图3垫片的组装

2.2装配

图4垫圈装配要求

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防松性能比对

图5 M8螺母横向振动试验曲线

参照GB/T10431-2008方法，设置夹紧力17.75KN，振幅±0.8mm，对M8公制螺栓采用双叠自锁垫圈﹑普通螺母增大夹持长度﹑涂尼龙胶的螺母﹑弹簧垫圈﹑普通螺母5种状态进行横向振动试验，实验结果表明双叠自锁垫圈优于其它4种防松方法，并且轴力衰减一定值后不再变化，见图5所示。

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安装扭矩

双叠自锁垫圈安装扭矩受润滑，螺栓的镀层，螺栓等级等条件决定，以下是摘取的SZJYD-LOCK碳钢垫圈配合10.9级有镀层螺栓扭矩的参考值。

表1 碳钢垫圈与10.9级螺栓配合的参考扭矩

上表中GF为屈服率，μth为螺纹摩擦系数，μk为垫圈摩擦系数，CU/C表示铜/石墨膏润滑条件。如果需制定合理的安装扭矩，建议参考FST-10标准，这里不再赘述。

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双叠自锁垫圈优点与缺点

双叠自锁垫圈可应用于石化，铁路，电力，轨道，机车，船舶，风电，桥梁，起重设备等领域。

优点：锁紧功能不受润滑影响，具有耐久性可重复使用，稳定可靠等优点。

缺点：不适用于轻金属，精密装配等条件连接，会对表面磨损及压伤带来的一些影响。

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总 结

本文概括了下双叠自锁垫圈防松原理，双叠自锁垫圈安装，横向振动试验及应用范围优缺点，文章中涉及计算等为小编分析论点。如文章有不足之处，还望下方留言指出。

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来源：GAF螺丝君