M5圓孔碗型墊片(也稱蝶形彈簧墊圈、碟形墊片或貝勒維爾墊圈)是一種特殊結構的彈性墊圈,主要用于提供預緊力、吸收振動、補償熱膨脹和螺栓松動。以下是關于它的詳細說明:
一、核心結構與功能特點
1. 碗型/碟形結構:
墊片呈圓錐碟形(類似倒扣的碗或碟子),中間有M5標準圓孔(孔徑約5.3mm±0.1,適配M5螺栓)。
* 彈性變形: 受力時碟形結構被壓平,產(chǎn)生強彈性反力,提供持續(xù)張緊力。
* 緩沖吸振: 錐形結構可吸收軸向振動能量,抑制螺栓松動。
* 補償位移: 在溫度變化或材料蠕變時,通過彈性變形補償間隙,維持預緊力。
2. 防松原理:
與傳統(tǒng)彈簧墊圈(僅靠切口彈力)不同,碗型墊片利用大行程彈性變形產(chǎn)生高負荷,在振動沖擊下能動態(tài)調整壓力,顯著降低松脫風險。
二、關鍵參數(shù)與規(guī)格(以M5為例)
參數(shù) | 典型值 | 備注 |
內徑 (d) | 5.3 mm ±0.1 | 適配M5螺栓桿徑 |
外徑 (D) | 10-14 mm | 常見12mm |
厚度 (T) | 0.8-1.5 mm | 影響彈性和承載能力 |
自由高度 (H) | 0.6-1.2 mm | 未受壓時錐頂高度 |
材質 | 65Mn彈簧鋼、304/316不銹鋼、碳鋼 | 可選鍍鋅、發(fā)黑、達克羅等處理 |
標準 | DIN 6796 / ISO 10644 | 國際通用設計規(guī)范 |
選型要點:高振動環(huán)境選不銹鋼材質;重載場景需增加厚度/高度;腐蝕環(huán)境建議316L不銹鋼+表面鈍化。
三、核心應用場景
1. 高振動設備緊固
汽車發(fā)動機、壓縮機、泵閥法蘭等劇烈振動場景,替代普通平墊+彈簧墊組合。
2. 熱循環(huán)連接系統(tǒng)
發(fā)動機排氣管、熱交換器等因溫度變化產(chǎn)生伸縮的場合,避免熱應力導致的螺栓失效。
3. 精密儀器調壓
通過控制壓平度(建議壓至自由高度70%~80%)精確設定螺栓預緊力,用于光學平臺、機床主軸等。
4. 空間受限場合
單碟片即可替代多片普通墊圈,節(jié)省安裝高度(如電子設備緊湊結構中)。
四、使用注意事項
1. 安裝方向:
務必凸面朝向螺母/螺栓頭(凹面貼工件),反向安裝會喪失彈性功能?。
*示例:`工件 → 凹面 | 凸面 → 螺母`*
2. 表面配合:
接觸面需平整無毛刺,否則會導致應力集中或偏載,建議配合平墊片使用。
3. 禁止超壓:
最大壓并高度≤自由高度的40%,過度壓縮將導致塑性變形失效。
4. 組合使用:
極高載荷或需更大變形量時,可串聯(lián)多片(同向疊放),此時承載力翻倍但變形量不變。
五、對比其他墊片方案
類型 | 防松效果 | 抗振動 | 補償能力 | 適用場景 |
碗型墊片 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | 高振動/熱循環(huán)/精密 |
彈簧墊圈 | ★★☆☆☆ | ★★★☆☆ | ★☆☆☆☆ | 一般防松需求 |
平墊圈+螺紋膠 | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | ★☆☆☆☆ | 靜態(tài)連接/防微動腐蝕 |
雙螺母鎖緊 | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★☆☆☆☆ | 大直徑螺栓/低成本方案 |
總結建議
M5碗型墊片是解決振動松脫與熱應力失效的理想方案,尤其適用于:
- 汽車、航空、能源設備的螺栓連接
- 需精確控制預緊力的精密裝配
- 頻繁熱循環(huán)的管道法蘭系統(tǒng)
選型時需確認外徑、厚度、材質是否匹配工況,嚴格遵循安裝方向規(guī)范,即可顯著提升連接可靠性。對于極端工況(如高溫高壓),建議選用Inconel等特種合金材質定制。