En underhållsplanerare på en vibrerande transportör ställde nyligen en fråga som dyker upp i nästan alla tunga anläggningar: varje M10-bult på fästet har redan en delad bricka, så varför lossnar fogen fortfarande var sjätte vecka? Det ärliga svaret skiljer de två jobb som folk förväntar sig från spiralfjäderbrickor. Som elastiska, lågkostnadskomponenter ger de verkliga, mätbara fördelar - toleransupptagning, spänningsförande kontakt över slitage och termisk rörelse, och lastspridning på mjuka ytor. Som låsanordningar har vibrationstestning upprepade gånger visat att de inte hindrar en mutter från att rotera löst.
Den distinktionen spelar lika stor roll kommersiellt som tekniskt. Delade brickor kostar slantar, levereras i alla storlekar från M2 och uppåt och passar både DIN 127 och ASME imperial serier, så de kommer att finnas i varje katalog. Förmågan är att veta vilken fördel din led faktiskt behöver, och när en annan enhet ska bära låsningsjobbet istället.
En spiralfjäderbricka är en delad ring av fyrkantigt fjäderstål som är formad till en mjuk spiral, så att åtdragning av en bult komprimerar den på samma sätt som en mycket kort, mycket styv spiralfjäder skulle komprimeras.
Definition: en spiralfjäderbricka (split låsbricka) är en spiralformad ring med kvadratiskt tvärsnitt och förskjutna ändar, standardiserad i metriska storlekar som DIN 127 och i imperialstorlekar enligt ASME B18.21.1. Under förspänning plattas den till mot lagerytorna och lagrar elastisk avböjning - den enda egenskapen som varje verklig fördel går tillbaka till.
Två traditionella anspråk görs för det. Det första, att de delade ändarna låser aggregatet mot rotation, misslyckas i instrumenterade vibrationstester. Det andra, att brickans fjäderhastighet gör en skarv mer motståndskraftig mot avslappning, är bara hälften sant: en M8 delad bricka plattar vanligtvis till med några kilonewton, medan en fastighetsklass 8,8 M8 bult har cirka 20 kN förspänning. Utöver tillplattning beter sig delen som en vanlig bricka, så fjädereffekten försvinner precis där en tungt belastad fog behöver den som mest.
Fördelarna värda att köpa är låglastelasticitet, slutspelskompensation, ytvänlig lastspridning, universell tillgänglighet och nästan noll kostnad. Några siffror förklarar varför delen har överlevt mer än ett sekel av tjänst:
Fältanteckning: vid granskningar av lösa fogar är den delade brickan sällan grundorsaken. Det är vanligtvis en symtomspecifikation, tillagd av någon som hoppas på en låsning som delen aldrig kunde leverera.
Under tvärgående vibrationer har spiralfjäderbrickor upprepade gånger misslyckats med att förhindra självlossning, och flera testserier visar att lossningshastigheten ökar snarare än sjunker.
Gerhard Junkers arbete från 1969 etablerade den mekanism ingenjörer fortfarande citerar idag. När tvärgående belastningar skapar en relativ glidning mellan de passande gängorna och lagerytorna, går gängans lutande plan muttern bakåt, även i en helt förspänd fog. En tillplattad delad bricka gör ingenting för att stoppa den rotationen, och dess excentriska, gungande kantkontakt kan lägga till mikrorörelser som påskyndar förspänningsförlusten. Jämförande tester på M8 fästelement mot en slät mutter visar det karakteristiska mönstret nedan.
En version av vårkursargumentet överlever testning. En blygsam extra elasticitet i fogen minskar förspänningsförluster orsakade av inbäddning och avslappning, den långsamma permanenta tillplattning av ytor under belastning. Det är därför som vissa installationer lägger en plan bricka under den delade brickan: den plana brickan stabiliserar lagerytan samtidigt som fogen blir lite följsam. Fördelen visar sig i långsamt avslappnande leder, aldrig i vibrerande.
Om du bygger det paret, bör den platta brickan vara den hårdare, smidigare partnern i kontakt med fogytan:
Standard platt bricka för lastfördelning En precisionsstor platt skiva som sprider spännkraft och skyddar fogytorna. Den passar ihopkopplingsstyrningen här som den hårdare, smidigare brickan placerad mot fogytan. Visa produkt → Specificera spiralformade fjäderbrickor där du behöver billig elastisk upptagning i en lågvibrerande, icke-kritisk fog, och välj en annan enhet i det ögonblick som rotationsförlust blir en säkerhets- eller stilleståndsfråga.
För ett standardiserat metriskt påfyllningsprogram täcker en DIN 127-serie de flesta anläggningsstorlekar:
DIN 127 metrisk fjäderbricka En delad spiralbricka för metriska bultar som ger elastisk upptagning under vibrationer och termisk cykling, som passar ett standard metriskt påfyllningsprogram över vanliga anläggningsstorlekar. Visa produkt → Köp på standardbeteckning, materialmatchning och parningsdisciplin, inte på låskrav. Jämförelsen nedan ställer spiralfjäderbrickor mot de alternativ som de flesta inköpsteam väger dem mot:
| Alternativ | Vibrationsmotstånd | Elastisk upptagning | Kostnad per position | Passar bäst till |
| Spiralfjäderbricka (DIN 127) | Inte visat i tester | Bra vid låg belastning | Mycket låg | Statiska leder som kräver toleransupptagning |
| Tandlåsbricka | Begränsad, ytberoende | Inga | Låg | Lätt drift och elektrisk jordning |
| Nyloninsats låsmutter | Bra inom sitt temperaturområde | Inga | Måttlig | Återanvändbara, vibrationsexponerade fästelement |
| Vanlig bricka med verifierad förspänning | Preload gör jobbet | Inga | Låg | Allt belastningskritiskt |
Tandlåsbrickor attackerar problemet genom att bita snarare än att böja - vår jämförelse av utvändiga och invändiga tandlåsbrickor förklarar när den avvägningen är vettig.
Materialmatchning är den andra spaken. I kustnära, kemiska eller nedspolningsmiljöer, ange en matchad bultar och brickor i rostfritt stål programmera så att den billigaste delen i stapeln inte är den första som korroderar.
Fyra parningsregler täcker de flesta sammansättningar:
Nordamerikansk äldre utrustning ropar fortfarande ut imperialistiska storlekar, och att blanda tum- och metriska delar på en enhet inbjuder till toleransfel. Genom att köpa båda systemen från en exportör, modellen som används av specialister som Zhejiang Chance & Union Import and Export Co., Ltd., håller dellistorna korta och specifikationerna konsekventa:
Imperial fjäderbricka för tumfästen En delad låsbricka gjord för UNC/UNF och andra bultar i tumserien, som låter äldre utrustning köpa imperialistiska och metriska brickor från en leverantör för att hålla specifikationerna konsekventa. Visa produkt → Nej. Vibrationstester av Junker-typ sedan 1969 visar att de inte stoppar rotationslossningen, och vissa serier registrerar snabbare lossning än enbart en vanlig mutter. Behandla dem som elastiska upptagningsdelar och lita på förspänning, rådande vridmoment eller positiv låsning mot vibrationer.
Tre saker: att ta upp ändspel från slitage eller toleransstapel, lägga till lite elastisk rörelse i lågbelastningsfogar och sprida belastningen när den kombineras med en platt bricka - allt till mycket låg kostnad i metriska och imperialiska storlekar.
Ja i de flesta församlingar. Den platta brickan skyddar fogytan från de delade kanterna och skapar en stabil bäryta; fjäderbrickan sitter mellan plattbrickan och bulthuvudet eller muttern.
DIN 127 är den vanliga metriska standarden med storlekar från ungefär M2 och uppåt, och ASME B18.21.1 täcker imperialiska spiralformade fjäderbrickor. Båda lagerförs i fjäderstål med förzinkning och i rostfritt stål.
