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刚入行不久,碰到个法兰面螺栓防松的基础问题没想通。我看法兰螺栓下面带个法兰盘,有的是平的,有的是带齿的,平时图纸上写防松都用这种。
我现在的理解是,如果是带齿的法兰面,是不是就相当于弹簧垫圈那个原理,靠齿咬合来防松?那如果是平法兰面的螺栓,没有齿,它防松的原理又是什么?难道纯粹是因为法兰面比普通六角头接触面积大,预紧力衰减得慢一点?
法兰面防松核心根本不在齿上,齿只是个辅助防滑。你查下DIN6921或者GB/T5789的标准,法兰面的支撑直径大概是螺纹公称直径的1.6到1.9倍。普通六角螺栓支撑面小,施加同样的扭矩,螺栓杆本身产生的弯曲力矩就大,应力集中严重,局部容易产生微观屈服,导致预紧力快速下降。法兰面把接触面积扩大了,同样的预紧力下,单位面积的压强小了,被连接件的表面压陷量就小,预紧力保持得好。带齿的法兰面(锯齿型)在防松原理里属于嵌锁防松,靠齿刺入被连接件产生阻力,但这种螺栓拆装一次以后齿就平了,基本报废,不能用在需要经常拆卸的地方。你碰到的平法兰面,防松就是靠大支撑面降低压强、减少蠕变松弛。
你把带齿法兰面跟弹簧垫圈类比是完全错的。弹簧垫圈是靠弹性张紧力,法兰面带齿是靠破坏被连接件表面产生摩擦阻力。实际上带齿的螺栓很多主机厂早就不用了,因为会把工件表面划得乱七八糟,反而影响密封。做防松连接,直接用平法兰面螺栓加拉长螺栓、涂胶或者用双螺母,比带齿的靠谱得多。
你图纸上标的法兰螺栓表面处理是发黑、达克罗还是镀锌?硬度做到多少HRC?不同的表面处理摩擦系数差很多,防松效果完全是两码事,先把这些参数报出来才能往下看。