一種彈簧墊圈的制作方法

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>工程元件,部件;絕熱;緊固件裝置的制造及其應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及機(jī)械零配件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種彈簧墊圈。

背景技術(shù)：

彈簧墊圈和螺紋緊固件是用作緊固連接用的機(jī)械基礎(chǔ)件，廣泛用于經(jīng)常拆卸的連接部位。彈簧墊圈的結(jié)構(gòu)整體為帶有一個(gè)斜口的圓環(huán)（見(jiàn)圖1），它依靠彈簧墊圈的高彈性及斜口邊緣形成的銳角鋒刃來(lái)防止緊固件的松動(dòng)，從而避免被連接件的松動(dòng)或脫落引起的機(jī)械部件功能散失，甚至事故發(fā)生。盡管人們對(duì)螺紋緊固連接的松動(dòng)脫落問(wèn)題開(kāi)展了不少的分析研究，但是因?yàn)閺椈蓧|圈漲圈引起的連接件松動(dòng)失效現(xiàn)象仍然時(shí)有發(fā)生。

漲圈是指彈簧墊圈在裝配的過(guò)程中或裝配后，出現(xiàn)開(kāi)口值增大超差的現(xiàn)象，也就是彈簧墊圈的直徑變大，向外膨脹（見(jiàn)圖2）。漲圈對(duì)彈簧墊圈的使用效果極為不利，因?yàn)樗鼤?huì)降低或喪失彈簧墊圈的防松作用。

彈簧墊圈在緊固連接時(shí)受到壓縮的工作過(guò)程可以分為三個(gè)階段。第一階段，彈簧墊圈的彈性壓縮變形階段，彈簧墊圈在螺母旋轉(zhuǎn)擰緊扭矩的作用下受到壓縮，隨著壓縮變形逐漸增加，彈簧墊圈的彈性力也逐漸增大，一般情況下彈簧墊圈在這個(gè)過(guò)程中有跟隨螺母而轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象。第二階段，彈簧墊圈作為一個(gè)彈簧被完全壓縮，彈性變形量達(dá)到最大值，此時(shí)彈簧墊圈、被連接件和螺母之間緊密接觸。第三階段，擰緊螺母直到設(shè)計(jì)的扭矩要求，這個(gè)過(guò)程中彈簧墊圈、被連接件和螺母的接觸部位在壓縮力的作用下有可能出現(xiàn)彈簧墊圈與螺母之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也有可能是彈簧墊圈和螺母無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但是與被連接的工件有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的觀察，彈簧墊圈的漲圈現(xiàn)象出現(xiàn)在安裝過(guò)程的第三階段。此時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是擰緊扭矩達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，墊圈圓周的部分位置明顯超出螺母外廓，斜口張開(kāi)。

實(shí)際上由于彈簧墊圈的截面尺寸有誤差，拉制墊圈線材時(shí)有拉伸痕跡、墊圈上下表面粗糙和繞制加工時(shí)由于工藝的需要有夾持而形成壓痕，還有繞制彈簧墊圈時(shí)由于模具的原因還可能使墊圈在徑向傾斜（墊圈呈盆形）。這些情況都會(huì)使墊圈在兩個(gè)接觸面上的不同位置的摩擦力在圓周方向上大小不相等。同時(shí)，彈簧墊圈并不是一個(gè)完整的圓環(huán)，而是存在一個(gè)斜口。彈簧墊圈被壓平后由于斜口處的厚度尺寸大，所以斜口附近承受的壓縮力比較大，擰緊過(guò)程中的摩擦力也比較大，其余位置接觸部分面積比較小甚至無(wú)接觸。

開(kāi)始擰緊螺母時(shí)彈簧墊圈呈螺旋形，墊圈被壓緊后上下兩表面均形成平面，但是根據(jù)以上分析，墊圈與螺母和被連接件不可能呈現(xiàn)理想的平面接觸。這樣墊圈受到扭矩作用時(shí)，墊圈上下表面由于摩擦力大小的不均衡，使不同位置的墊圈材料的合力不為零，這種不平衡的合力最終導(dǎo)致彈簧墊圈的斜口位置不是被拉開(kāi)就是被壓近。也就是說(shuō)，漲圈失效是由于個(gè)別情況下在斜口處的摩擦力無(wú)法通過(guò)墊圈材料自身內(nèi)力來(lái)平衡，只有依靠墊圈的塑性變形來(lái)消除。

由此可見(jiàn)，這種傳統(tǒng)的彈簧墊圈難以從根本上消除漲圈現(xiàn)象的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不會(huì)出現(xiàn)漲圈現(xiàn)象的彈簧墊圈。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種彈簧墊圈，包括由彈性金屬材料制成的墊圈本體，所述墊圈本體為封閉的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，包括外環(huán)面、內(nèi)環(huán)面、上表面、下表面；擇一地在所述外環(huán)面或內(nèi)環(huán)面上設(shè)置至少一個(gè)貫穿上、下表面的凹槽，每個(gè)凹槽的兩邊均形成兩個(gè)尖角部，其中一個(gè)尖角部的角朝向順時(shí)針?lè)较颍硪粋€(gè)尖角部的角朝向逆時(shí)針?lè)较?；整個(gè)外環(huán)面或整個(gè)內(nèi)環(huán)面上至少有一個(gè)尖角部向上彎折凸起于上表面，且至少有一個(gè)尖角部向下彎折凸起于下表面，所有凸起于上表面的尖角部的角均朝向順時(shí)針?lè)较颍型蛊鹩谙卤砻娴募饨遣康慕蔷蚰鏁r(shí)針?lè)较颉?/p>

本發(fā)明的有益效果是：由于墊圈本體的整個(gè)外環(huán)面或整個(gè)內(nèi)環(huán)面上至少有一個(gè)尖角部向上彎折凸起于上表面，且至少有一個(gè)尖角部向下彎折凸起于下表面，所有凸起于上表面的尖角部的角均朝向順時(shí)針?lè)较?，所有凸起于下表面的尖角部的角均朝向逆時(shí)針?lè)较颉＿@樣在使用過(guò)程中，順時(shí)針擰緊螺母時(shí)，所有尖角部都能被壓平，并且由于墊圈本體為封閉的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，這樣就從根本上避免了漲圈現(xiàn)象的發(fā)生；而如果螺母松動(dòng)出現(xiàn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，尖角部則依靠自身彈性回彈，凸起的尖角部的尖角刺入螺母和被連接件表面從而能起阻止螺母松動(dòng)的作用。再者，這種結(jié)構(gòu)的彈簧墊圈采用鋼板或鋼帶沖壓即可成形，生產(chǎn)效率較原有的繞制成形有所提高。

在一個(gè)實(shí)施例中，擇一地在所述外環(huán)面或內(nèi)環(huán)面上均勻設(shè)置三個(gè)貫穿上、下表面的凹槽。

優(yōu)選地，三個(gè)凹槽均為扇形結(jié)構(gòu)。

更優(yōu)選地，所述扇形的角度為60度。

在一個(gè)實(shí)施例中，擇一地在所述外環(huán)面或內(nèi)環(huán)面上均勻設(shè)置六個(gè)貫穿上、下表面的凹槽。

在一個(gè)實(shí)施例中，有三個(gè)尖角部向上彎折凸起于上表面，有三個(gè)尖角部向下彎折凸起于下表面。

優(yōu)選地，所述凹槽為斜向設(shè)置。這樣能夠在凹槽兩邊形成更為尖銳的尖角部。

優(yōu)選地，所述墊圈本體由彈簧鋼制成。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的彈簧墊圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的彈簧墊圈漲圈后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中的彈簧墊圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中的彈簧墊圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例3中的彈簧墊圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例4中的彈簧墊圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例5中的彈簧墊圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例6中的彈簧墊圈結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為圖7、9的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖8、10的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記為：

1——外環(huán)面2——內(nèi)環(huán)面

3——上表面4——下表面

5——凹槽6——尖角部。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解所述術(shù)語(yǔ)的具體含義。

實(shí)施例1

如圖3、4所示的一種彈簧墊圈，包括由彈性金屬材料制成的墊圈本體，所述墊圈本體為封閉的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，包括外環(huán)面1、內(nèi)環(huán)面2、上表面3、下表面4；所述外環(huán)面1上設(shè)置一個(gè)貫穿上、下表面3、4的凹槽5，凹槽5的兩邊形成兩個(gè)尖角部6，其中一個(gè)尖角部6的角朝向順時(shí)針?lè)较蚯蚁蛏蠌澱弁蛊鹩谏媳砻?，另一個(gè)尖角部6的角朝向逆時(shí)針?lè)较蚯蚁蛳聫澱弁蛊鹩谙卤砻?。

這種彈簧墊圈的制造需要專用的模具和曲柄壓力機(jī)。例如m12的彈簧墊圈采用厚度1.6mm的鋼板或鋼帶沖壓即可成形，生產(chǎn)效率較原有的繞制成形有所提高。

該彈簧墊圈在使用時(shí)，先將彈簧墊圈套在螺桿上，然后套入螺母并順時(shí)針擰緊，這樣所有尖角部6都能被壓平，由于墊圈本體為封閉的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，這樣就從根本上避免了漲圈現(xiàn)象的發(fā)生；而如果螺母松動(dòng)出現(xiàn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，尖角部6則依靠自身彈性回彈，凸起的尖角部6的尖角刺入螺母和被連接件表面從而能起阻止螺母松動(dòng)的作用。

實(shí)施例2

如圖5、6所示的一種彈簧墊圈，包括由彈性金屬材料制成的墊圈本體，所述墊圈本體為封閉的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，包括外環(huán)面1、內(nèi)環(huán)面2、上表面3、下表面4；所述內(nèi)環(huán)面2上設(shè)置一個(gè)貫穿上、下表面的凹槽5，凹槽5的兩邊形成兩個(gè)尖角部6，其中一個(gè)尖角部6的角朝向順時(shí)針?lè)较蚯蚁蛏蠌澱弁蛊鹩谏媳砻?，另一個(gè)尖角部6的角朝向逆時(shí)針?lè)较蚯蚁蛳聫澱弁蛊鹩谙卤砻?。