鎖緊彈簧墊圈其實(shí)起不到鎖緊作用,？

達(dá)文中

前兩天瀏覽美國(guó)版知乎Quora時(shí), 看到一篇有意思的文章,

What is an open secret in your profession thatus regular folk don't know or generally aren't allowed to be told about?

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(huì)藏在桌子下更長(zhǎng)時(shí)間,。

對(duì)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(guó)標(biāo)GB93-87標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈)看起來就像他們會(huì)禁錮在那,，防止螺絲松動(dòng),，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(cè)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(chéng)實(shí)的硬件銷售商的世界里,，這些將不復(fù)存在:

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(píng)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(huì)松動(dòng),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(hào)(1990年)向公眾提供。以下是一段摘錄：

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,�,？傊�，這種類型的鎖墊圈對(duì)鎖緊是無用的,。

不過,，你不必只相信NASA那些裝腔作勢(shì)的科學(xué)家們,。一位名叫格哈德·容克(GerhardJunker)的德國(guó)人不茍言笑，他發(fā)明了容克測(cè)試(Junker Test),，用來評(píng)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(dòng)組件直到它松動(dòng)。前兩次Junker測(cè)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(huì)導(dǎo)致兩倍的松動(dòng)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(dòng)破壞您的組件：

美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)有一些腳踏實(shí)地的人,，他們?cè)噲D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(dòng),，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(qǐng)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�,。確實(shí)說彈性可以彌補(bǔ)已經(jīng)出現(xiàn)的松動(dòng),，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(huì)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(jí),，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(duì)分裂環(huán)鎖墊圈說“不”就可以了！除非你是德國(guó)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(píng)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(duì)這種鎖緊墊圈施加力時(shí),，它變得扁平,，鋒利的邊緣不會(huì)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(dòng),。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�,，而且�?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(duì)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(huì)原諒）,。

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[1] 一個(gè)被稱為“小寫的肯明思”的梗.

E.E.Cummings是美國(guó)一位詩(shī)人,在這個(gè)網(wǎng)頁(yè)里Do You Use the CapsLock Key?有一張他寫的詩(shī)的圖片(可見他用打字機(jī)時(shí)只使用小寫字母):

另外https://baike.baidu.com/item/E.E.Cummings/4933650百度百科中有提到:關(guān)于e.e.cummings名字的大小寫問題，事實(shí)上應(yīng)該是小寫的e.e.cummings.因?yàn)樵谠撟髡叩脑?shī)中,，讀者可以注意到,，詩(shī)人特地將'I'寫成'i',詩(shī)人對(duì)大寫的廢除是如此徹底以至，他把自己的名字都寫成了“e.e.cummings”,因此他又常常稱為“小寫的肯明思”

[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(hào)1228�,？偣�100頁(yè),，其中前39頁(yè)是正文，后面是附錄。截兩張圖大家感受一下：

7,8頁(yè)：

9,10頁(yè)：

我計(jì)劃有時(shí)間時(shí)把很有參考價(jià)值的前39頁(yè)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(duì)headstyles怎么翻譯并不是很確定,，如果有更好的翻譯請(qǐng)告知。

[4] 瓦特那么響亮的名號(hào)我就不再補(bǔ)充說明了,。在中國(guó),，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(guó)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(dòng)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(jiǎn)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%

襲散

學(xué)習(xí)了

錢躍躍0518

謝謝樓主分享，前段時(shí)間看到過這個(gè)論述,。,。

科技的瘋狂

感覺很有道理,但是也確實(shí)看見過它起作用的例子...

曉昀

感謝分享！先學(xué)習(xí)下,。

702736

彈墊在螺母和基體較軟時(shí)唯一有用,，所以在反復(fù)緊松的機(jī)床夾具上不使用彈墊

寒寒thunder

在強(qiáng)震動(dòng)設(shè)備上彈簧墊圈簡(jiǎn)直就是災(zāi)難，在4月份論壇里有過一個(gè)貼子對(duì)螺紋防松進(jìn)行過深入探討,，記得當(dāng)時(shí)還有大俠貼了好多相關(guān)的專業(yè)論文,，最后就是說彈墊防松在一定的條件下有一定過得防松效果，在某些條件下還會(huì)有相反作用,，最后大概就是推薦唐氏螺紋,，圓螺母配王八墊，打開口銷，抹螺紋膠,，配雙螺母等等,，但是看完后大家道理都懂，然后繼續(xù)使用彈簧墊圈,，哈哈...

小學(xué)學(xué)弟

很有道理的樣子

黑色七月未央

很有道理的樣子,，如果論證后能在大學(xué)教育時(shí)普及就好了