那份非得決定墊圈位置不可的標準,並沒有回答「螺帽側還是螺栓側」
有人把一組東西拆開,重裝時想不起來那顆墊圈原本在哪一側,於是問:只有一顆墊圈的時候,它一般是靠著螺帽,還是靠著螺栓頭。九十七分、八個回答。有意思的是,當你真的去找一份能拍板的文件時會發生什麼事。那份規定「標準緊固件是什麼」的標準,從頭到尾沒有提過墊圈;而唯一一份躲不掉、非決定不可的文件,結果回答的是另一個問題。
扭矩/夾持力試驗標準裡,試驗裝置圖的註記: 「Test-bearing plate or test washer and bolt head or nut shall be fixed by suitable means to prevent rotation and shall be aligned.」 試驗承壓板或試驗墊圈,以及螺栓頭或螺帽,應以適當方式固定以防止旋轉,並應對正。
本頁不告訴您墊圈該放哪一側。 我們讀過的文件沒有一份這樣寫,我們也不會去編一個。 能報告的是:在唯一一個非把它釘死不可的地方,那顆墊圈在做什麼; 以及為什麼那件事其實是另一個問題。 題目來自一個公開的居家修繕問答網站的開放介面,本站平常用的瀏覽器工具這一輪仍然連不上。 我們只讀提問本體,沒有讀任何回答,也不寫使用者名稱。
答案不在哪裡
先從那份「什麼都沒另外約定時,一顆標準緊固件是什麼」的文件開始。 它的標題是《螺栓、螺絲、螺樁與螺帽的一般要求》,而墊圈不在那份清單裡。 依本站計數,「washer」 這個字在它裡面出現 0 次。 它的表格把標準分配給螺紋、驅動特徵、端部、表面不連續、塗層與品質。 沒有墊圈那一列,因為墊圈不是那份標準在管的東西。
本站曾為另一個問題細讀過那份標準, 所以這裡要講精確一點:這不是它的疏漏,這是一條邊界。 墊圈有自己的標準,而 當我們把其中三份放在一起讀時,只有一份說了墊圈是幹什麼用的。 它們同樣沒有一份說墊圈該放哪一側,而這正是那題會有九十七分的一大半原因。
那份躲不掉的文件
有一類文件不可能把墊圈放著不管:量測「鎖緊扭矩與它產生的夾持力之間關係」的試驗標準。 你不控制住扭矩會被花掉的每一個面,就量不出那個關係, 而其中一個面就在頭部或螺帽底下。
ISO 16047:2005 就是那份標準,適用於碳鋼與合金鋼、ISO 公制螺紋、 M3 到 M39 的螺栓、螺絲、螺樁與螺帽。 它的符號表把施加的扭矩拆成有名字的幾項,其中兩項跟這裡有關: 螺紋扭矩,以及承壓面摩擦扭矩。 墊圈完整地擁有後面那一項。
依本站計數,「washer」 在這份預覽裡出現 18 次。 裝置圖把「試驗承壓板、試驗墊圈或指定墊圈」列為第 1 項, 被測件是第 2 或第 5 項,然後就是本頁開頭引的那條註記。 墊圈是被固定住、不准轉的那個。 會轉的是螺帽或頭部。墊圈是它滑動時所貼著的那個靜止面。
一顆受控的墊圈必須是什麼
因為那個面承載著一個被量測的量,標準規定它的方式就像在規定一支量規。 它提供兩種型式,而選哪一種交給判斷: 「Either a test-bearing plate or a test washer of high (through-hardened, type HH) or low (type HL) hardness shall be used. The supplier shall select the test-bearing plate or test washer and surface condition according to experience, unless otherwise specified by the purchaser at the time of order.」 供方應依經驗選擇,除非買方在下單時另有指定。
高硬度那一型接著一口氣被規定了六項性質。
- 硬度 50 HRC 至 60 HRC
- 粗糙度 Ra 0,5 ± 0,3
- 餘隙孔採中系列,而且不得倒角,也不得有沉頭
- 最小厚度取自大系列平墊圈標準
- 同一件上的厚度變異,以及依墊圈公差標準產品等級 A 的平面度
- 表面狀態:素面未塗覆並脫脂,或依指定代號電鍍鋅並脫脂,且不得有毛邊
低硬度那一型是 200 HV 至 300 HV, 粗糙度最大值為厚度三毫米以下 Ra 1,6、三到六毫米之間 Ra 3,2。 相鄰的兩個子條,用了兩種不同的硬度標度, 這是本站的觀察,不是標準說的話。
再看一次那份清單,注意每一項的共同點。 硬度、粗糙度、平面度、厚度變異、塗層、清潔度,以及一個不准倒角的孔。 這些正是決定「你的扭矩有多少會消失在那個面上、而不是拿去把螺栓拉長」的性質。 清單上沒有任何一項在講墊圈坐在螺栓的哪一端, 因為從量測的角度看,那不是變數。
同一個裝置裡的兩種餘隙等級
有一個細節值得記下來,因為它顯示這兩個孔被分得多開。 墊圈或承壓件上的孔規定採中系列; 試驗治具、也就是被夾件上的孔,規定採細系列。 同一個裝置裡的兩種餘隙等級,這同樣是本站的觀察。
一旦看出兩個孔各自要做什麼,這就講得通了。 治具孔負責把螺栓定位。墊圈孔只需要讓它通過,真正要緊的是墊圈外側的承壓面積。 兩個孔在做不同的工作,公差也就跟著不同。
這裡還有一條清潔度要求,和緊固件實際上是怎麼送到你手上的,讀起來有點反差。 「All traces of grease, oil or other contaminations shall be removed before testing. The test parts shall be degreased by ultrasonic means…」 試驗前應清除所有油脂、油或其他污染的痕跡,試驗件應以超音波方式脫脂; 而若雙方有爭議, 「the degreasing procedure shall be agreed between the contracting parties」, 脫脂程序應由締約雙方議定。
一般要求標準把預設交貨狀態定為清潔且上了薄油。 試驗標準開頭就把那層油拿掉。兩者都沒有錯,它們描述的是不同的時刻。 在把任何公布的摩擦數字當成「你箱子裡那顆零件的性質」之前,這兩件事值得同時記著。
這實際上回答了什麼
不是原本被問的那個問題。有用的是重新框定。
那個裝置裡的墊圈不在螺帽側,也不在螺栓側。它在「會轉的那一側」。 它被固定住不動,緊固件貼著它旋轉,而它在每一個會改變那個接觸摩擦的性質上都被規定了。 這樣讀下來,「墊圈是靠螺帽還是靠頭部」問的是錯的那一個軸。 標準畫的那條線,是在「會轉的元件」與「不會轉的元件」之間。
而試驗標準不是組裝說明。 它描述的是一個為了讓量測可重現而搭起來的裝置,不是一個為了把東西固定住而做出來的接頭。 它不會告訴那位把托架拆成一堆零件的人該怎麼做,我們也不會。 它確實建立的是:如果真有理由偏好某一側,那個理由會關於「會動的那個元件底下的面」, 而試驗標準列出的那些性質,正是承載這個理由的東西。
同一份標準裡還有一句,提醒你「會轉的元件」是貫穿全篇的組織原則。 對螺樁而言, 只量測螺紋之間的摩擦係數,只測螺帽端,而且 試驗前螺樁的金屬端應被防止旋轉。 一切都是圍繞著「什麼被允許移動」來安排的。
這篇確定了什麼,又沒確定什麼
- 我們讀過的通用緊固件標準,沒有一份說墊圈該放哪一側。依本站計數,螺栓、螺絲、螺樁與螺帽的一般要求標準根本沒提過墊圈
- 扭矩/夾持力試驗標準把墊圈固定住不准轉,還要求對正,所以墊圈是被轉動元件貼著的那個靜止面
- 它用硬度、粗糙度、餘隙孔、厚度、厚度變異、平面度、塗層與無毛邊來規定那顆墊圈,而這些都是會改變承壓面摩擦的性質
- 施加的扭矩被拆成螺紋扭矩與承壓面摩擦扭矩,墊圈擁有後者
- 墊圈孔是中系列,治具孔是細系列,這是本站從兩條分開的條文得到的觀察
- 試驗件在試驗前要用超音波脫脂,那和緊固件本身的預設交貨狀態正好相反
- 這是試驗標準,不是組裝說明,本頁沒有任何一句在告訴誰墊圈該放哪一側
那位把托架拆成一堆零件的人,還是得自己選。 文件能給的是一個更好的判準:不是問「哪一端」, 而是問「哪一個面會被某個轉動的東西磨」, 以及那個面夠不夠硬、夠不夠平、夠不夠乾淨,才會兩次表現得一樣。
這一篇屬於第 4 步,驅動。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件;至於為什麼順序做反了是重工而不是微調,見指定一顆螺絲。
常見問題
墊圈該放螺帽側還是螺栓側?
我們讀過的標準沒有一份回答這個,本頁也不回答。依本站計數,螺栓、螺絲、螺樁與螺帽的一般要求標準根本沒提過墊圈,而平墊圈標準也沒說要放哪一側。
有沒有任何文件決定了墊圈的位置?
試驗標準非決定不可,因為轉動元件底下的摩擦正是它要量的一部分。在扭矩/夾持力試驗裝置裡,試驗墊圈或試驗承壓板,以及螺栓頭或螺帽,應以適當方式固定以防止旋轉並對正。墊圈是那個靜止面,緊固件貼著它轉。
那份標準對墊圈有什麼要求?
高硬度型:50 HRC 至 60 HRC,粗糙度 Ra 0,5 ± 0,3,餘隙孔採中系列且不得倒角或沉頭,最小厚度取自大系列平墊圈標準,規定的厚度變異與產品等級 A 的平面度,表面為素面未塗覆並脫脂或電鍍鋅並脫脂,且不得有毛邊。低硬度型是 200 HV 至 300 HV,粗糙度最大值依厚度為 Ra 1,6 或 Ra 3,2。
標準為什麼這麼在意墊圈?
因為施加的扭矩被拆成螺紋扭矩與承壓面摩擦扭矩,而墊圈那個面承載後者。列給它的每一項性質,都是會改變「多少扭矩花在那裡、而不是花在把螺栓拉長」的性質。
我可以把那些墊圈要求用在自己的組裝上嗎?
那些是為試驗裝置寫的,不是為接頭寫的。那個裝置存在的目的是讓量測可重現。本頁不給任何組裝或鎖緊建議。
標準對螺樁有講哪一端嗎?
它是圍繞「什麼會轉」來安排試驗的。對螺樁只量測螺紋之間的摩擦係數,只測螺帽端,而且試驗前螺樁的金屬端應被防止旋轉。
墊圈孔和治具孔一樣嗎?
不一樣,而這是本站從兩條分開的條文得到的觀察。墊圈或承壓件上的餘隙孔採中系列;試驗治具上的孔採細系列。
試驗件是上油的還是乾的?
乾的。試驗前要清除所有油脂、油或其他污染的痕跡,試驗件要用超音波方式脫脂,若有爭議則由締約雙方議定程序。這和緊固件的預設交貨狀態正好相反:若未另行約定,緊固件是清潔且上了薄油的。
那我到底該怎麼決定?
本頁不替您決定。它提供的是文件實際使用的那個軸:不是螺帽端對螺栓端,而是「哪一個面會被某個轉動的東西磨」,以及那個面夠不夠硬、夠不夠平、夠不夠乾淨,才會表現一致。
參考資料
- ISO 16047:2005《Fasteners:Torque/clamp force testing》。免費預覽十一頁,涵蓋適用範圍、符號表、試驗原理、裝置圖與第 7 章「試驗件」
- ISO 8992:2005《Fasteners:General requirements for bolts, screws, studs and nuts》,那份裡面沒有出現過 washer 這個字的標準
- 那則提問,在一個公開的居家修繕問答網站上。九十七分、八個回答
試驗標準的預覽完整下載,第 7 章與裝置圖的註記都算繪成頁面圖檔核對過。本站在先前十一頁提過那份標準,所以這是第十二次使用;但那十一頁沒有一頁用過第 7.2 章(試驗承壓板與試驗墊圈),本篇所有新東西都出自那裡。本頁沒有出現該標準的任何摩擦係數或扭矩係數數值,因為承載那些數值的表格本篇沒有讀。這是第二次使用那份一般要求標準,前一次寫的是它的交貨狀態,那一頁的內容這裡不重複。以下是本站自己數的與觀察到的,不是任何一份標準說的:「washer」 在一般要求標準裡出現 0 次、在試驗標準預覽裡出現 18 次;墊圈孔規定採中系列而治具孔規定採細系列;兩種墊圈型式用了兩種不同的硬度標度。三份平墊圈標準是為更早的一頁讀的,本篇不重新檢視。本頁不說墊圈該放哪一側,不給組裝或鎖緊建議,也不點名任何廠牌。試驗標準描述的是一個為了讓量測可重現而搭起來的裝置,不是組裝說明。題目來自一個公開的居家修繕問答網站,不是本站平常用的論壇工具,那套工具這一輪仍然連不上。我們只讀提問本體,沒有讀任何回答,也不寫使用者名稱。
詢價
如果圖面只寫了要一顆墊圈,卻沒說它保護的是哪一個面、也沒說它要用什麼做, 那個空缺通常會在後面變成一場關於摩擦的爭論。把那一行原樣寄來, 我們會告訴您照著它我們能出什麼,以及要讓這個零件可重現還需要補上什麼。