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標(biāo)題: 鎖緊彈簧墊圈其實(shí)起不到鎖緊作用？ [打印本頁] 作者: 達(dá)文中 時(shí)間: 2019-9-1 23:02標(biāo)題: 鎖緊彈簧墊圈其實(shí)起不到鎖緊作用？前兩天瀏覽美國版知乎Quora時(shí), 看到一篇有意思的文章,
其中一個(gè) David的回復(fù)很有參考意義，所以翻譯了一下，學(xué)習(xí)交流。
問題：在你的職業(yè)中，有什么公開的秘密是我們普通人不知道的，或者通常不允許被告知的?
回答者： David Lewinnek, 20 多年的工程經(jīng)驗(yàn)，主要從事汽車和工廠設(shè)備
正文如下：
你知道在你的宜家工具桌上，你花了幾個(gè)小時(shí)尋找的那些額外的部件，比如那些小的鎖緊墊圈嗎？這里有一個(gè)公開的秘密：那些該死的東西是沒用的，如果你沒有在地毯下面找到它們，它們可能會藏在桌子下更長時(shí)間。
對未受過訓(xùn)練的人來說，split ring lockwashers(直譯:
分裂環(huán)型鎖緊墊圈/開口鎖緊墊片,即國標(biāo)GB93-87標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈) 看起來就像他們會禁錮在那，防止螺絲松動，但在現(xiàn)實(shí)中，他們是無用的，嗯，實(shí)際上我想不出還有什么像它一樣無用的例子。也許就像我們呼吸的空氣中氬的比例一樣沒用?就像你懷孕前十年的星座預(yù)測一樣沒用?就像E.E.肯明斯(Edward Estlin Cummings)打字機(jī)上的大寫字母鎖一樣沒用
[1] ?在一個(gè)擁有消息靈通的設(shè)計(jì)師、理性的用戶和誠實(shí)的硬件銷售商的世界里，這些將不復(fù)存在:
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我是一個(gè)脾氣暴躁、傲慢自大的老家伙，我承認(rèn)我完全不理性地討厭開口鎖緊墊片 和那些不聽我關(guān)于此墊片評論的自以為是的年輕人。的確，他們(鎖緊墊片和自以為是的年輕人)冒犯了我脆弱的感情，讓我經(jīng)常罵人，但是并不是因此才讓我認(rèn)為這些墊片沒用的。
有時(shí)候,衛(wèi)星上的螺絲會松動,NASA的管理人員不得不非常不情愿地派宇航員上去擰緊螺釘。他們用了遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一次載人火箭發(fā)射的費(fèi)用,委托進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于緊固件可靠性的研究，并將其作為NASA參考出版物1228號(1990年)向公眾提供。以下是一段摘錄：
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圖14所示的典型螺旋彈簧墊圈
[2] 由略微梯形的鋼絲組成，形成一個(gè)螺旋，因此自由高度約為墊圈橫截面厚度的兩倍。它們通常由淬火碳鋼制成，但也有鋁、硅、青銅、磷青銅、不銹鋼和K-Monel。
當(dāng)螺栓被擰緊時(shí)，鎖緊墊圈起到彈簧的作用。然而，當(dāng)螺栓被扭力完全擰緊時(shí)，墊圈通常是平的。此時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)實(shí)心的平墊圈，它的鎖緊能力是不存在的。總之，這種類型的鎖墊圈對鎖緊是無用的。
不過，你不必只相信NASA那些裝腔作勢的科學(xué)家們。一位名叫格哈德·容克(GerhardJunker)的德國人不茍言笑，他發(fā)明了容克測試(Junker Test)，用來評估分裂環(huán)鎖緊墊圈有多無用，這要追溯到20世紀(jì)60年代。容克拿起一個(gè)緊固件，用緊固件將兩個(gè)部件固定在一起，搖動組件直到它松動。前兩次Junker測試的結(jié)果是，分裂環(huán)鎖緊墊圈在完全扭轉(zhuǎn)的螺栓中具有相同的性能，就好像它們不存在一樣，但如果螺栓沒有正確擰緊，則會導(dǎo)致兩倍的松動速度。根據(jù)您安裝的細(xì)心程度，分割環(huán)鎖墊圈要么是無用的，要么是主動破壞您的組件：
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美國機(jī)械工程師協(xié)會(ASME)有一些腳踏實(shí)地的人，他們試圖通過發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，使不同的螺母、螺栓和墊圈可以互換，從而使人們的生活變得更容易。ASMEB18.21.1-1999中關(guān)于鎖緊墊圈的章節(jié)說：
2.1本標(biāo)準(zhǔn)所涵蓋的螺旋彈簧鎖緊墊圈適用于一般用途。螺旋彈簧鎖緊墊圈補(bǔ)償組件之間產(chǎn)生的松動 ，將載荷分布在更大的區(qū)域上，以滿足某些頭型的要求，并提供硬化的支撐面[3] 。 請注意，ASME并沒有說分割環(huán)鎖墊圈用于將任何東西鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢谩４_實(shí)說彈性可以彌補(bǔ)已經(jīng)出現(xiàn)的松動，但我還沒有看到哪種情況下是有用的。來自鎖緊墊圈的力通常約為適當(dāng)擰緊的緊固件螺絲張力的1%至10%。一旦張力下降了90%，即使有一個(gè)很包容性很強(qiáng)的彈簧來填補(bǔ)最后的10%，聯(lián)接通常也會失效。事實(shí)上，大多數(shù)時(shí)候，如果我的聯(lián)接張力改變了一兩個(gè)數(shù)量級，我更愿意聽到咯噠的響聲（好讓我判斷已經(jīng)失效了）。
總而言之，只要對分裂環(huán)鎖墊圈說“不”就可以了！除非你是德國人，否則你可以說“Nein”或者如果你是日本人，你可以說“Iya”。我真的不在乎你說什么語言，只要不再使用鎖緊墊圈了，OK？
更新8/28/2019年：在評論中多次提出了幾個(gè)問題。我試著在這里回答最常見的問題：
問題1：為什么墊圈不工作？
答復(fù)1：當(dāng)你對這種鎖緊墊圈施加力時(shí)，它變得扁平，鋒利的邊緣不會指向有用的方向。當(dāng)鋒利的邊緣指向螺母或法蘭時(shí)，沒有足夠的力讓它戳在那里不動。在擰緊螺絲的過程中，任何時(shí)候都不能同時(shí)得到所需的力和幾何形狀。
問題2：那為什么還要使用它們?
答復(fù)2：詹姆斯·瓦特（James Watt）在薩迪·卡諾[
[4] ]（
Sadi Carnot ）首次發(fā)表熱力學(xué)第二定律49年前就制造了蒸汽機(jī)。同樣地，使用螺紋緊固件是因?yàn)樗鼈兇蠖嗥鹱饔茫以?0世紀(jì)60年代之前很久就被使用了，當(dāng)時(shí)我們第一次對它們工作的原因進(jìn)行了詳細(xì)的理論理解。不幸的是，在我們知道螺栓為什么起作用之前，人們就已經(jīng)認(rèn)為鎖緊墊圈能起到鎖緊左右，而當(dāng)有證據(jù)顯示它們并不的時(shí)候，使用這些墊圈已經(jīng)成為習(xí)慣。另外，它們被人們稱為“鎖緊墊圈”，所以當(dāng)一個(gè)人認(rèn)為它們可以把東西鎖緊時(shí)大家還是原諒他吧（雖然我不會原諒）。
[1] 一個(gè)被稱為 “ 小寫的肯明思 ” 的梗 .
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[2] 這份名為 FastenerDesign Manual 的文件，由 RichardT. Barrett 在 1990發(fā)表在 NASA Reference Publication上，編號 1228。總共 100頁，其中前 39頁是正文，后面是附錄。截兩張圖大家感受一下：
7,8頁：
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9,10頁：
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我計(jì)劃有時(shí)間時(shí)把很有參考價(jià)值的前 39頁翻譯出來。
[3] 這句原話是 distributethe load over a larger area for some head styles, and provide a hardenedbearing surface. 我對 headstyles怎么翻譯并不是很確定，如果有更好的翻譯請告知。
[4] 瓦特那么響亮的名號我就不再補(bǔ)充說明了。在中國，瓦特等同于蒸汽機(jī)，實(shí)際上并不是他發(fā)明的，但是做出了重大改進(jìn)。
尼古拉 ·萊昂納爾 ·薩迪 ·卡諾（ NicolasLéonard Sadi Carnot， 1796年 6月 1日－ 1832年 8月 24日），是法國青年工程師、熱力學(xué)的創(chuàng)始人之一。兼有理論科學(xué)才能與實(shí)驗(yàn)科學(xué)才能，是第一個(gè)把熱和動力聯(lián)系起來的人，是熱力學(xué)的真正的理論基礎(chǔ)建立者。 他出色地、創(chuàng)造性地用“理想實(shí)驗(yàn)”的思維方法，提出了最簡單，但有重要理論意義的熱機(jī)循環(huán)——卡諾循環(huán)，并假定該循環(huán)在準(zhǔn)靜態(tài)條件下是可逆的，與工質(zhì)無關(guān)，創(chuàng)造了一部理想的熱機(jī)（卡諾熱機(jī)）。
補(bǔ)充內(nèi)容 (2019-9-2 08:08): 包容性很強(qiáng) 的彈簧不知道怎么翻譯，這句的原文是： Once the tension has gone down by 90%, the joint has generally failed even if there is a forgiving spring to account for that last 10%
作者: 襲散 時(shí)間: 2019-9-2 08:04作者: 錢躍躍0518 時(shí)間: 2019-9-2 08:19作者: 科技的瘋狂 時(shí)間: 2019-9-2 08:19作者: 曉昀 時(shí)間: 2019-9-2 08:37作者: 702736 時(shí)間: 2019-9-2 08:46作者: 寒寒thunder 時(shí)間: 2019-9-2 09:15作者: 小學(xué)學(xué)弟 時(shí)間: 2019-9-2 09:52作者: 黑色七月未央 時(shí)間: 2019-9-2 10:05
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