墊圈在螺栓連接中承擔(dān)著載荷分布、防松、密封等關(guān)鍵功能。如果墊圈選擇不當(dāng)(如材質(zhì)不匹配、尺寸錯(cuò)誤、硬度不足),可能導(dǎo)致以下問題:
· 螺栓預(yù)緊力分布不均,引發(fā)局部應(yīng)力集中;
· 防松功能失效,螺栓在振動(dòng)或載荷作用下松動(dòng);
· 密封性能下降,導(dǎo)致泄漏或腐蝕。
工程實(shí)踐中,墊圈選擇不當(dāng)被認(rèn)為是導(dǎo)致裝配失效的常見原因之一。例如,在風(fēng)電、汽車、工程機(jī)械等高載荷、高振動(dòng)的應(yīng)用場景中,墊圈選擇不當(dāng)引發(fā)的失效案例屢見不鮮。
彈簧墊圈:

不少人習(xí)慣用彈簧墊圈(鎖緊墊圈)防松,可它并非萬能。事實(shí)上,彈簧墊圈無法阻止預(yù)緊力丟失,僅在松動(dòng)后產(chǎn)生微弱反向力,無法治本。1969 年,美國汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)就建議在Grade 8 (10.9級(jí)) 高強(qiáng)度螺栓或關(guān)鍵場景不要使用彈簧墊圈。
在非持續(xù)振動(dòng)、低預(yù)緊力的場景中,如果彈簧墊圈符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求,可以滿足一般機(jī)械連接的防松需求。但需要注意的是,彈簧墊圈的選型不當(dāng)可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。例如:在螺栓連接中, 因選用了硬度不足的彈簧墊圈,導(dǎo)致墊圈在長期循環(huán)載荷下發(fā)生金屬疲勞斷裂,引發(fā)安全隱患。
但在重載/高頻振動(dòng)場景中(如工程機(jī)械行走機(jī)構(gòu)),單靠彈簧墊圈難以維持預(yù)緊力,建議采用軸向預(yù)緊和法蘭面結(jié)構(gòu)等更可靠的預(yù)緊方式。
平墊圈:

平墊圈選型不當(dāng)同樣會(huì)引發(fā)裝配失效。例如 USS 墊圈的內(nèi)徑一般都過大,會(huì)使螺栓頭支撐不足, 預(yù)緊力分布不均;而軟質(zhì)退火鋼墊圈容易被螺栓頭擠壓變形,失去支撐功能。正確做法是根據(jù)螺栓強(qiáng)度匹配相應(yīng)的墊圈,比如采用淬硬鋼墊圈適配 8.8/10.9 級(jí)螺栓,保障負(fù)載均勻傳遞。然而,國內(nèi)墊圈規(guī)格繁雜,同標(biāo)準(zhǔn)不同年代的要求也有可能不同,工程師常因信息不足而錯(cuò)誤選型,增加失效風(fēng)險(xiǎn)。