垫圈

垫圈（washer），又称华司，是通常用于垫在连接件与螺母之间的零件，其用途是作为间隔物用来保护被连接件的表面不受螺母擦伤，分散螺母对被连接件的压力，及减少振动带来的脱离。

垫圈通常是金属或塑料，一般为扁平形的金属环。由于压痕后扭矩被施加，以防止预负荷的损失，特殊场合需要硬化钢垫圈。特别是通过从铝表面绝缘钢螺丝。

橡胶或纤维垫片中使用的抽头（或水龙头，或者阀）以停止水的流动有时称为通俗地为垫片；但是，虽然他们可能看起来很相似，垫圈和垫片通常设计为不同的功能。

垫圈，这个词的起源不可考；第一记录使用的词是在1346年，然而，第一次的定义，记录是在1611年。^[1]

类型和形式

一个普通垫圈和弹簧垫圈放置在螺母（在螺纹端）和螺栓头部之间的螺栓。

垫圈可分为三种类型;

• 平垫圈，其主要作用是防止连接件表面损伤，增大接触面积分散压力。
• 弹簧垫圈，弹簧垫圈的弹簧的基本作用，用于柔性地防止松动及振动。
• 锁紧垫圈，其防止连接件松动及防止螺丝的转动。

美国国家标准协会（ANSI）为一般使用平垫圈标准。A型是一系列钢垫圈具有广阔的公差，在精度不是关键的。B类是具有严格的公差，其中外径被归类为“窄”，“经常”或“宽”的特定螺栓尺寸系列平垫圈。^[2]

• A型：正常直径，厚度正常
• B型：正常直径，light thickness
• C型：大直径，厚度正常
• D型：大直径，light thickness

材料

垫圈可以由各种材料，包括制成，但不限于：^[3]

• 钢铁 - 碳钢、弹簧钢、 304不锈钢、 316 / 316A不锈钢

• 金属 - 铜、黄铜、铝、钛、铁、青铜、锌

• 合金 - 矽青铜、铬镍铁合金™、蒙乃尔™、哈氏

• 塑胶 - 热塑性、热固性聚合物；如聚乙烯，聚四氟乙烯、Teflon™ ^[4]

• 尼龙 - 尼龙6、尼龙66、Nylatron® 、TecamidMDS® ^[5]

• 特殊 – 纤维、陶瓷、橡胶、毡、皮革、双金属片、云母

耐腐蚀性

许多技术被用来提高某些垫圈材料的腐蚀耐属性：

• 金属涂层：用于生产耐腐蚀垫圈的典型涂料是锌、镉和镍。锌涂层作为牺牲性表面层，在垫圈的材料受到损害之前就成为腐蚀性材料的牺牲品。[会产生高质量的保护表面，但在生物和环境方面都是有毒的。镍涂层只有在表面致密且无孔的情况下才能防止腐蚀。

• 电镀：该方法利用电解反应将其他金属镀于金属物体的表面；如铬或银。

• 钢铁磷化：非金属电镀，主要应用于钢铁表面磷化。

• 化学镀：是利用自催化原理在基体表面沉积合金的新型表面处理工艺，和传统需使用外部电源的电镀不同。^[6][7]

类型和形式

平垫圈

名称	图片	描述
平垫圈		一个扁平环形，通常由金属制成，用于分散拧紧螺栓的负荷。另外，当孔的直径大于固定螺母时，可以使用平垫圈。[8][9]
挡泥板垫圈		外径与中心孔成比例的特别大的平垫圈。它们通常用于在薄金属板上传播载荷，并以其在汽车挡泥板上的使用而得名。它们也可以用来连接一个由于生锈或磨损而扩大的孔。在英国，这个名字最初来自旧英国便士的大小。大多数行业都把所有的大型垫圈都称为便士垫圈，即使外径是旧便士尺寸的两倍。 它们可用于密封水箱或大型蒸煮容器中的小孔，锈斑或管道连接。
球形垫圈		自调心螺母的一部分；它是一个带有一个弧形表面的垫圈，它被设计成与配合螺母一起使用，以便允许零件之间达到几度的不对中。
锚板或 wall 垫圈		连接到拉杆或螺栓的大板或垫圈，锚板用于砌体建筑物的外墙，用于结构加固。[10]
扭矩垫圈		用于木工加上马车螺栓；它的中心有一个正方形的孔，正方形的马车螺栓可以插入。在拧紧螺母时，垫圈上的牙齿或叉头会咬入木头，从而防止螺栓自由旋转。[11]

弹簧和锁紧垫圈

名称	图片	描述
碟型垫片		也被称为杯形弹簧垫圈或锥形垫圈，一个略微圆锥形的垫圈，当变形时提供轴向力。 表面可以是锯齿形的，这将具有改进的锁定能力。[12]
弯曲碟形垫圈		类似于碟形，除了垫圈只向一个方向弯曲，因此只有四个接触点。 与碟形垫圈不同，它们只施加轻微的压力。[13]
波浪型垫圈		在轴向上具有“波浪型”的垫圈，当压缩时提供弹簧压力。 大小相当的波形垫圈不会产生像碟形垫圈那样大的力量。有时会在安装小型滚珠轴承时会放入(尤其在小型，且较不要求精密的机械)，以吸收轴向间隙并给予少许预压，可减低运转时震动、噪音并延长寿命。 在德国，它们有时用作锁紧垫圈，然而它们比其他选择效果差。[14]
开口垫圈或弹簧垫圈		一个环分裂在一个点上，并弯曲成螺旋状。 这导致垫圈在紧固件的头部和基底之间施加弹力，这使得垫圈牢固地抵靠基底，并且螺栓螺纹牢固地抵靠螺母或基底螺纹，产生更多的摩擦和抵抗旋转。适用的标准是ASME B18.21.1，DIN 127B和美国军用标准 NASM 35338（以前称为MS 35338和AN-935）。 [15] 弹簧垫圈是左手螺旋线，并且只允许线沿右手方向，即顺时针方向收紧。当左旋转运动时，凸起的边缘咬入螺栓或螺母的下侧和螺栓连接的部分，从而阻止车削。因此，弹簧垫圈在左旋螺纹和硬化表面上无效。而且，它们不能与弹簧垫圈下方的平垫圈一起使用，因为这将弹簧垫圈咬入到将阻止转动的部件中。如果平垫圈需要跨越组件中的大孔，则必须使用尼龙螺母（尼龙垫片）。 弹簧垫圈的使用和有效性已经在最近的争论中，一些出版物建议不要使用它们，理由是，当紧固时，垫圈平贴在基材上，并且不会比同样的垫圈更难于旋转扭矩。[16][17][12] 弹簧锁垫圈的好处在于垫圈的梯形形状。当被压缩到接近螺栓的耐力时，它会扭曲和变平。这降低了螺栓连接的弹簧刚度，使其在相同的振动水平下保持更大的力。这可以防止松动。[18]
齿形锁紧垫圈，锯齿形垫圈或星形垫圈[14]		带有锯齿的垫圈径向向内或向外伸入咬入轴承表面。这种垫圈与铝或塑料等软质基材一起使用时，作为锁紧垫圈特别有效。这种类型的垫圈的是用软基片使用时，如铝或塑料制成的锁紧垫圈特别有效，并且可以抵抗旋转比在坚硬的表面平垫圈更多。有四种类型：内部，外部，组合和埋头。内部风格沿著垫圈的内边缘具有锯齿，这使得它们更美观。[19]外部形状在外边缘具有锯齿，由于周长较大，所以提供了更好的保持力。[20]组合风格有两个边缘锯齿，最大的持有力量。[21]沉头式设计用于平头螺丝。[22] 牙齿锁紧垫圈也可用于接地连接，其中必须将金属接线片或物体电气连接到表面。垫圈的齿穿过表面氧化物，油漆或其他饰面，并提供一个气密的导电路径。在这些应用中，垫圈并不放置在螺钉的头部（或螺母下），而是放置在待粘接的表面之间。在这样的应用中，齿形垫圈不提供任何防旋转锁定特征。[23]
单榫舌垫圈／双榫舌垫圈		一个单榫舌垫圈的工作原理是有一个可以弯曲就位的垫圈。金属或非金属，突片垫圈槽口防止相对于轴或紧固件的旋转。[24]

锁紧垫圈、锁紧螺母、锁紧螺母和螺纹锁紧液是防止振动松动螺栓连接的方法。

垫圈

通常应用于各种垫圈类型，例如用于将龙头中的控制阀密封的垫圈。粉碎垫圈由软金属（如铝或铜）制成，用于密封流体或气体连接，如内燃机中的连接。

名称	图片	描述
肩垫圈		带整体式圆柱套筒的平垫圈型; 他们被用来保持分开不同的金属类型，并作为密封件。[25]这个术语也用于电气绝缘垫圈。[26]

标准公制平垫圈尺寸

标准公制尺寸的垫圈列于下表中。表中的测量结果是指该垫圈的尺寸由附图说明。

螺丝尺寸 （毫米）		螺距螺纹 P （毫米）		内部直径孔 d1（毫米）	外部直径孔 d2（毫米）	厚度 H（毫米）
		粗	细
1		0.25		1.1	3	0.3
1.2		0.25		1.3	3.5	0.3
	1.4	0.3		1.5	4	0.3
1.6		0.35		1.7	4	0.3
	1.7			1.8	4.5	0.3
	1.8	0.35
2		0.4		2.2	5	0.3
2.5		0.45		2.7	6	0.5
	2.6			2.8	7	0.5
3		0.5		3.2	7	0.5
	3.5	0.6		3.7	8	0.5
4		0.7		4.3	9	0.8
5		0.8		5.3	10	1
6		1	0.75	6.4	12	1.6
	7	1		7.4	14	1.6
8		1.25	1	8.4	16	1.6
10		1.5	1.25 or 1	10.5	20	2
12		1.75	1.5 or 1.25	13	24	2.5
	14	2	1.5	15	28	2.5
16		2	1.5	17	30	3
	18	2.5	2 or 1.5	19	34	3
20		2.5	2 or 1.5	21	37	3
	22	2.5	2 or 1.5	23	39	3
24		3	2	25	44	4
	27	3	2	28	50	4
30		3.5	2	31	56	4
	33	3.5	2	34	60	5
36		4	3	37	66	5
	39	4	3	40	72	6
42		4.5	3	43	78	7
	45	4.5	3	46	85	7
48		5	3	50	92	8
	52	5	4	54	98	8
56		5.5	4	58	105	9
	60	5.5	4	62	110	9
64		6	4	66	115	9
	68			70	120	10
72				74	125	10
	76			78	135	10
80				82	140	12
	85			87	145	12
90				93	160	12
	100			104	175	14

参见

• 定缝销钉

注释