垫圈及垫圈标准集合
垫圈以各种各样的设计生产,在这些设计中,有各种材料,尺寸变化和表面处理。
垫圈和这个词的起源是未知的; 该词的第一次记录使用是在1346年,它的定义第一次被记录在1611年。
虽然每个组装和紧固过程都需要各种组件才能成功运行,但垫圈是重要的组成部分。垫圈可以在紧固件,螺栓,螺钉的头部下方或在螺母或组合下使用。 垫圈设计用于在特定应用中执行功能; 这些可以是锁定,载荷散布,保护,装饰,张力指示,密封或这些角色的组合。垫圈对于防止电偶腐蚀也很重要,特别是通过将钢螺钉与铝表面绝缘。
1、平垫圈
平垫圈的主要功能是将轴承面压力,夹紧载荷,螺栓或螺母分布在较大的表面区域上,防止损坏。
垫圈主要按照各种尺寸,材料和形状的标准规格制造。平垫圈是薄而扁平的圆形通用垫圈,带有位于中心的孔。内部和外部形状通常是圆形的。根据垫圈的功能,孔或外径可以是非对称的。平垫圈尺寸由紧固件的柄直径表示,其中它们形成组件的一部分。
2、Din标准公制
Din标准平垫圈是欧洲的标准,Din 125A是最受欢迎的产品,它有多种材料和尺寸可供选择。11个不同的DIN标准范围显示在紧固件数据上,并带有尺寸对比图表。
3、英国标准公制
英国标准BS4320的公制平垫圈范围从'A'到七种形式到'G'并且很受欢迎,因为它们提供德国Din标准所没有的尺寸选择。BS4320型A平垫圈几乎与Din125A相同。
4、美国标准公制
美国公制平垫圈符合ANSI B18.22M标准,在紧固件数据上显示了窄,常规和宽的全系列尺寸对比图。
5、英制英制
英制平垫圈到BS3410 工作台1到表九显示在紧固件数据上,带有全范围尺寸对比图。
6、英寸美国标准
美国英制平垫圈是ASME B18.21.1,五种不同类型的产品在紧固件数据上显示,尺寸对比图表。
7、挡泥板修补垫圈
与传统的平垫圈相比,在英国使用的挡泥板垫圈或便士垫圈的外径更大。“Fender”这个名称源于它们在美国汽车工业中的应用,它们用于安装挡泥板(保险杠)泥浆垫圈和便士垫圈,其外径为英国旧的便士尺寸或更大。挡泥板/便士垫圈在较大的表面区域均匀分布载荷。外径尺寸超过内径三倍的平垫圈通常称为挡泥板垫圈,也是DIN9021垫圈。全尺寸显示在尺寸为的紧固件数据上。
8、硬化垫圈
英制美国和英国硬化平垫圈用于螺栓头或螺母下,以增加轴承面积并提供硬度,使螺母或螺栓可以旋转而不会使轴承表面变形。硬化平垫圈用于使接头紧密,防止泄漏,特别是在螺母或螺栓头部下方分配压力。全球销售的F436和F436M美国规格硬化垫圈和DIN 6916和DIN 6340垫圈是建筑市场的商用规格垫圈。此外,BS EN14399-6 / 9和15048还有一系列硬化垫圈,用于覆盖建筑钢结构。
9、方形垫圈
建筑用方形垫圈应代替圆形垫圈用于木材建筑和混凝土地面应用; 它们与所有紧固件一起使用,用于更大的载荷分布和螺栓穿过墙壁或木材。
10、方孔垫圈
用于木工和围栏行业,结合在螺栓头下方具有方形截面的车轮螺栓和车身螺钉; 垫圈位于螺栓头下方的方形上。
11、锥形垫圈
锥形垫圈设计用于通道部分,带有锥形法兰的螺母下方,使螺栓组件在拧紧时能够适合方形。
12、弹簧垫圈 Split Lock垫圈
螺旋弹簧垫圈提供抗振功能,它们由一个环上的环分开并弯成螺旋形状,这使得垫圈在紧固件的头部和支承面之间施加弹力,使垫圈保持坚硬抵靠面部和螺栓拧紧螺母或螺纹孔,产生更大的摩擦力和旋转阻力。弹簧垫圈是左旋螺旋,允许螺纹在右手顺时针方向拧紧。当施加左旋转运动时,凸起的边缘咬入螺栓或螺母的下侧以及用螺栓固定到的部分,抵抗转动。弹簧垫圈对左旋螺纹和硬化表面无效,不应与弹簧垫圈下的平垫圈配合使用,因为这使弹簧垫圈不会咬入能够抵抗转动的部件。弹簧垫圈按照各种标准生产,表示厚度和截面尺寸,通常为方形或矩形截面。流行的弹簧垫圈是单线圈,但也可以作为双线圈垫圈提供。
13、罗纹接触锁紧垫圈
在一个或两个平坦表面上具有表面罗纹锯齿的垫圈,设计成咬合连接材料或螺栓或螺母,以改善电接触或锁定动作。
14、锯齿状安全锁紧垫圈
安全垫圈是具有梯形横截面的碟形弹簧和垫圈两侧的锯齿之间的交叉。由于安全垫圈的锥形形状,由于螺旋齿轮传动,在最高的正向锁定时实现了最佳的牵引力。当拧紧螺钉时发生安全垫圈的扁平化时,两侧的锯齿咬入配合面,防止因振动而松动螺钉。此外,碟形弹簧轮廓有助于保持所需的螺钉张力。
15、楔形锁紧垫圈
垫圈设计用作配对,它们具有中心楔形作用。它们的锁定能力相当可观,远远优于弹簧或齿形垫圈。 楔形锁定成对垫圈系统可为最苛刻的螺栓连接应用提供抗振动安全性。即使在极端的振动或动态负载下,楔形锁紧垫圈也能提供最大的可靠性。当拧紧螺栓时,楔形锁紧垫圈的外部径向齿以与配合表面互锁的方式嵌入。如果固定系统受到动态应力,则只能在内部垫圈表面之间移动。这导致预加载力的增加。
16、内齿锁紧垫圈
齿锁紧垫圈具有被扭曲以夹紧并径向向内延伸以咬入轴承表面的齿。当与软基材(例如铝或塑料)一起使用时,这种类型的垫圈作为锁紧垫圈特别有效。在硬质表面上,齿垫圈比平垫圈更能抵抗旋转; 垫圈和表面之间的张力通过齿施加在更小的区域上。内部样式沿着垫圈的内边缘具有锯齿,这使得它们在美学上更令人愉悦。
齿锁紧垫圈也用于接地连接,其中金属凸耳或物体必须电连接到表面。垫圈的齿切割表面氧化物,油漆或其他表面处理并提供导电路径。在这些应用中,垫圈没有放置在螺钉的头部下方或螺母下面,它被放置在待粘合的表面之间。在这种应用中,牙齿清洗器不提供任何防旋转锁定特征。
17、外齿锁紧垫圈
带有齿的锁紧垫圈,其被扭曲以夹紧并径向向外(外部)延伸以咬入轴承表面。当与软基板(例如铝或塑料)一起使用时,这种类型的垫圈作为锁紧垫圈特别有效,并且比硬质表面上的平垫圈更能抵抗旋转。外部风格具有围绕外边缘的锯齿,由于更大的周长区域,因此提供更好的保持力。
18、沉没的垫圈
沉头齿垫圈设计用于沉头孔中的平头(美国)埋头螺钉。牙齿夹入埋头孔和螺钉辅助锁定。
18、齿形内部外部组合垫圈
组合式具有围绕两个边缘的齿,齿被扭转以抓握并径向向内和向外延伸以获得最大的保持力,这是内部和外部锁定的最佳选择。
19、结构垫圈
硬化钢结构垫圈与重型结构应用中的结构螺栓结合使用。垫圈减少了紧固表面之间的磨损并扩散了负载; 三个外部标签将其识别为结构垫圈。
20、负载指示垫圈Coronet垫圈
结构工业中使用了冠状负载指示垫圈,以提供已达到所需张力的证据。凸起的突起将相对于施加的载荷挤压,提供已经实现所需张力的永久观察,这可以用量规测量。它们是高强度摩擦夹具EN BS EN 14399组件的一部分。
21、碟形弹簧垫圈
根据DIN2093标准的碟形弹簧垫圈也称为弹簧垫圈或碟形弹簧,其特征是碟形垫圈,其按比例阻力压缩以返回其预偏转形状。碟形弹簧垫圈用于组件需要一部分来承受松弛,保持组件张力,补偿材料的膨胀或收缩,或吸收间歇冲击载荷并在动态载荷下提供受控反应的应用中。碟形弹簧体积小,通常比替代弹簧解决方案重量轻。
22、贝尔维尔垫圈
Belleville垫圈通常被描述为锥形或球形弹簧垫圈,因为它们具有截头圆锥或截头球形的形状。这些垫圈具有最小的偏转范围和最高的承载能力。载荷和挠曲能力取决于高度与厚度之比。Belleville垫圈在热膨胀应用中很常见,用于解决高负载,有限空间和小偏转的弹簧问题。与碟形弹簧类似,Belleville垫圈是最初的概念。它们可以堆叠或串联使用,以增加轴向载荷或增加可能的挠曲长度。
23、圆柱形弯曲垫圈
圆柱形弯曲垫圈,也称为“新月形”,“弯曲”或“弯曲”垫圈,在任何弹簧垫圈类型的最宽挠度范围内具有最均匀的弹簧常数。它们的弹簧刚度在整个偏转范围内近似为线性。这些垫圈适用于从几盎司到约100磅的较轻负载,是灵活的负载循环应用的理想选择。通常局限于仅需要非常轻的压力的轻型应用
类似于Belleville和碟形弹簧,除了垫圈仅在一个方向上弯曲,因此只有四个接触点。
24、波形垫圈
波形垫圈,有时被称为波形弹簧,在轴向上具有多个波浪,通常为三个但最多为六个。通过增加波的数量,通过减少偏转量和增加径向应力,可以减小给定载荷的厚度。波均匀性很重要,因为在所有波均匀加载之前,负载/偏转率才会开始。当负载静止或工作范围小且轴向空间有限时,波形垫圈是获得负载的理想选择。这些垫圈通常用作垫子或垫片以适应变化,其中在组装部件中的自由元件上需要一些压力。它们可用于代替弹簧垫圈,以避免表面损坏。波形垫圈,尺寸相当,
25、标签垫圈
标签垫圈是一种锁紧垫圈,形状为圆形,通常由单个凸片或多个凸片和凹口制成,可以形成为围绕螺栓和螺母成形。这些垫圈非常适合在恶劣环境中使用,有效地将部件锁定在需要极端高温条件或剧烈振动的应用中。
26、氯丁橡胶垫圈
氯丁橡胶垫圈具有出色的抗臭氧,多种化学品和氧化性能以及在各种温度下的性能,可用于多种耐候密封应用。氯丁橡胶垫圈在用于存在油的应用中以及在具有高拉伸强度和低压缩变形材料的密封是主要重要性的各种结构应用中表现良好。氯丁橡胶可与钢,铝和不锈钢垫圈粘合。
27、纤维垫圈
光纤垫圈是一种纤维材料垫圈,有红色纤维,黑色纤维和灰色纤维。它们是用于液体和气体密封的密封垫圈。
28、螺旋杯精加工垫圈
在沉头木螺钉下使用,需要装饰性或吸引人的饰面。它们由轻压钢,不锈钢或黄铜制成,然后镀镍或镀铬。
29、沉头垫圈
沉头垫圈比螺旋杯垫圈更重要,就像螺丝杯一样,它们有一个埋头孔,可以抓住紧固件的头部。它们有多种形状,包括90度埋头孔,角度沉头,法兰和非法兰。
30、球形锥形座垫圈
通常称为座圈式垫圈或球形座圈垫圈的是带有锥形底座的公头或带有凹底座的母头的碟形垫圈。作为一对,这些座椅垫圈合在一起是平的。座椅凹槽设计非常适合将两个元件定位到夹具中,座垫可以直观地显示销钉或螺钉是否准确定位。
31、肩垫圈
肩部垫圈,也称为阶梯垫圈,外观为低冠顶帽和整体圆柱形套筒衬套。套筒设计成与切口配合并将紧固件与其固定的材料隔离。这些垫圈主要用于电子设备工业中作为绝缘体并由非导电材料制成。
32、Keps螺母
有时称为K型锁紧螺母,keps螺母有一个完整的自由旋转外部sha kep屋顶齿形垫圈捕获在螺母上。
33、Combi螺母
组合螺母类似于Keps,因为整体自由旋转平垫圈对螺母制造组件的捕获更加容易和快速。
34、垫圈材料
可以冲压,压制或切割的任何类型的材料可以制成平垫圈。垫圈由各种金属和非金属材料制成,包括低碳钢和高碳钢,不锈钢和钢合金,铜基材料,铍铜,磷青铜,钛,铝,纤维,云母,聚酯薄膜,橡胶,尼龙,PTFE和酚醛树脂。
垫圈材料很重要,因为某些应用需要特定材料以确保垫圈能够承受环境条件。例如,如果垫圈经历循环加载,则强度和抗疲劳性是重要的设计标准,并且在弹簧和盘式垫圈的情况下需要使用高合金钢或弹簧钢。当垫圈承受较轻的载荷或可能被金属垫圈损坏的柔软表面时,使用非金属材料。
不对中故障诊断及案例（图）
一、什么是不对中？
机组各转子之间由联轴器联接构成轴系，传递运动和转矩。由于机器的安装误差、承载后的变形以及机器基础的沉降不均等，造成机器工作状态时各转子轴线之间产生轴线平行位移、轴线角度位移或综合位移等对中变化误差，统称为不对中。
不对中这个术语在有些场合会引起歧义。在状态监测中不对中通常指的是由联轴器联接转子引起的不对中。（在一个设备两端轴承中心不在一个轴线上有的场合也叫做轴承不对中）。
1.1 什么是对中
什么是联轴器不对中：
从上面不对中的定义可以看出，实际中是不可能存在理想的完全在一条直线上的转子联接。因此，实际运行的转子总是存在一定的不对中量的。
在工业现场使用的旋转机械设备有“二不一有”的说法，就是任何运动的机械设备总是有“不平衡”，“不对中”，有“摩擦”。
因此，和不平衡一样，不对中只有在不对中量超过一定程度才称之为不对中故障，只有超过一定程度成为故障后才需要进行维修维护处理。
二、不对中的类型和危害
2.1 不对中的类型
1.平行不对中
轴线产生平行位移，叫做平行不对中。
2.角度不对中
轴线角度位移，叫做角度不对中。
3.综合不对中
轴线即产生平行位移又产生角度位移，叫做综合不对中。
综合不对中=平行不对中+角度不对中
2.2 不对中的危害
有文献记录，几乎50%的旋转机械的停机故障是由不对中引起的。
也有资料称转子系统机械故障的60%是由不对中引起的。
上图为对两种联轴器不同对中情况的红外成像图，右侧的不对中情况明显的产生更大的热量。
良好的对中将带来：
●减少生产损失
●延长设备的生产时间
●减少轴承和密封失效
●减少设备的振动
●减少联轴节的磨损
●降低维修成本
●解决对中不良故障将使您节约运行成本
一个联轴节对中偏差0.5mm的电机的电流是12.2 A，使用激光对中仪对中后，联轴节对中偏差降为0.05mm，此时电机电流降为11.8 A，节约了3.28%的能量。
我们只按节约1%的能量来进行下面的计算。
三、如何诊断不对中故障？
和转子质量不平衡一样，转子产生质量不对中后，大多数情况下是看不见摸不到的（除了严重的不对中造成磨损，发热），要如何诊断转子出现了转子质量不对中故障呢？
用机械的方法直接测量是最直观想到的方法，比如用直尺、千分表等；但用机械法有很多限制，比如精度及对中效率问题、机械不能随意停止下来处理对中、机械运转状态和停止状态不一样等。
振动信号分析方法是诊断转子不对中有独到之处，是十分实用的方法。
3.1 不对中的振动力学特征
上图左侧为角度不对中，右侧为平行不对中。角度不对中时，转子旋转一周，转子的重心也变化一周；角度不对中时，转子旋转一周，转子的重心变化两周。因此，角度不对中时?振动?号的频率和转子工频一样，平?不对中时振动信号的频率是转子工频的两倍。
不对中的振动信号图谱
如上图，不对中出现时的典型振动信号为频谱图1倍频（1X）+2倍频（2X），通常伴随着3倍频（3X）。
原因是实际的不对中通常是综合不对中，所以即有角度不对中产生的1倍频，又有平行不对中产生的2倍频。通常2倍频较大。
联轴器不对中故障的特征频率就是转子转频的两倍（也称为2倍频、2X）。
不对中的振动信号说明：
1.二倍工频占振动的主要成分
2.不对中严重时，会产生较多谐波的高谐次（4-8）倍频的振动
3.角不对中产生较大的轴向振动
4.如果联轴节的短节过长或过短，通常会产生明显的3倍频的振动
5.振动随负荷而变，工频振动变化明显
6.从之前介绍的“二不一有”知道，转子是一定存在着某种程度的不对中的，所以通常振动信号分析中都能发现存在工频信号和2倍频，只有这些信号过大时才能说明存在不对中故障，并且这些信号的大小和不对中量成正比。
不对中的诊断总结：
转子不对中的振动特征
在实际诊断中，除了振动信号外，还要根据和运行工艺参量?关联性（也称之为参数敏感性）进行更精准的诊断。
转子不对中的敏感参数
在实际诊断中，有三种结构转子：水平轴、悬臂水平轴、垂直轴。其振动幅值大小关系总结如下：
相位关系对诊断不对中故障很有帮助。上图显示当发生不对中时，两端的轴向振动相位差180度，径向振动相位差180度。
四、如何处理不对中故障？
转子发现质不对中后，就要通过“找对中”来消除或减小不对中量以达到标准（国际标准、国内标准、行业标准、产家标准等）。
所谓“对中”，就是测量出一轴相对于另一轴偏离理想对中状态的大小和方向，把它转换成被调机器底脚的校正量，通过移动被调机器达到接近理想对中状态。对中的完成包括三个主要步骤：
1.测量不对中量的大小和方向
2.计算校正量
3.调整机器状态
4.1 转子对中的方法
最简单也是最早使用的对中工具是直尺，用它沿联轴节凸缘凭眼睛找正。在最好的情况下，其分辨率可以达到0.1mm。它适用于运转速度低且不常运行的机器，现在仍用直尺作为初步对中的工具。
精密机器对中可用塞尺、内径千分尺或千分表，其分辨率可达到0.01mm。使用上述工具对中工作繁复并耗费大量时间，有时还可能得出错误的数据。
对中计算器是便携式小型对中仪器，它以位移传感器代替千分表，读数直接输入机，再输入有关的距离参数，计算机根据一定的程度计算和分析。位移传感器的分辨率为0.01mm。
激光对中仪是目前较为理想的精密对中仪器，使本来繁重费时的对中工作能够迅速准确的完成。
激光对中仪及使用示意
五、案例
1.某引风机不对中故障
上图为联轴器一端轴承座上测得的振动时域和频谱图。
波形特征：总体模样类似正弦波
频谱特征：存在较大的2X转频的频率分量（1X较小，伴随很小的3X）。
2.泵的不对中
设备转速为2984rpm/min
从前后信号频谱的对比可以看出，原来以1X信号为主的信号，变为2X、3X…..8X…的信号，其中2X为最大，发生较多的高次谐波。
拆卸下来的弹性块如下图：
成都卓微科技有限公司（卓微科技）致力于设备健康管理系统的关键器件和核心软件研发。卓微科技的核心团队在传感器领域、设备状态监测软件开发和应用方面具有丰富经验。卓微科技在成都高新西区建有研发中心，负责传感器、数据采集卡和软件研发；在德阳罗江军民融合基地建有生产线，负责传感器和数据采集卡的生产测试及系统联调。“卓尔不凡，见微知著”，精确诊断+智能识别是卓微科技在设备健康管理和故障诊断领域持续追求的目标！
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