垫圈的历史

将物体连接在一起的概念几乎与人类历史一样古老。 在有人把两根木棍或者一根木棍和一块石头连接在一起之前，相对而言，这段时间还不是很久。 人们不仅看到了这样做的必要性，而且找到了解决方法。

数千年来，各种类型的原始绳索和绳子是制造工具和武器以及各种结构（例如古建筑和救生筏）的首选解决方案。 新石器时代的人（ 大约公元前 9,000 至 5,000 年）肯定充分利用了“新石器时代”期间可用的任何材料，可能包括部分植物和动物。

后来在我们的进化过程中，木工和木工制品带来了广泛的巧妙连接。 粘胶和简单的紧固件（例如暗榫和钉子）是主要的发展趋势。

追溯垫圈的首次使用

垫圈的使用和发展与螺纹钢螺栓和螺栓连接密切相关。 然而，有人猜测，是在一位工程先驱看到在螺栓或螺纹连接上添加某种类型垫圈的优势时。

虽然众说纷纭，但螺纹的发明大概可以追溯到公元前400年左右。 例如，在压机中使用这项技术。 这项发明开启了锥形螺钉的发展，可能是由埃及人或罗马人发明的，并为木工连接和其他紧固应用的革命性进展奠定了基础。

带配套螺母的螺纹钢螺栓可能可以追溯到15 世纪。 尽管自 17 世纪以来，螺纹切割机的应用范围相对较广，但直到 18 世纪中叶开始的第一次工业革命，才开始蓄势待发。 制造和使用机器进行批量生产推动了其发展。

每次使用一个垫圈

与螺栓连接有关的 “垫圈”一词的词源也消失在时间的迷雾中。 但是，该术语是在1346 年以书面形式出现的。 另一个来源是在 1611年，对该术语及其用途的描述为：减少火炮应用中轴毂的磨损。

如今垫圈的用途是其发明的线索。 螺栓松动，这在畜力货车时代一定会导致严重的车轮问题，防止其松动并减少磨损可能是主要用途。 其他现代用途包括在更大的区域内分配负载、充当间隔或锁定装置、减少振动，以及防止液体泄露。

如今，垫片的型号、材料、表面处理和涂层种类繁多，并且尺寸各异，用于满足非常特定的应用。 一般来说，可以分为三大类：

• 平垫圈，用于分散负载和防止磨损；
• 弹簧垫圈，利用轴向弹性减少因振动而引起的螺栓松动；
• 制锁垫圈，用于防止螺栓或螺母松动或松弛。

最有效锁紧方法的出现

当然，工程师们也尝试过用除垫圈以外的其他方法来防止螺栓连接松动和松弛，例如粘合剂和各种螺母类型。 在锁紧垫圈方面，已经尝试过许多形式，包括锥形垫圈（Belleville）、弧形盘式弹簧、波形垫圈、对开垫圈/弹簧锁紧垫圈、齿形/锯齿垫圈、止动垫圈和楔形制锁垫圈。

楔形制锁垫圈是防止螺栓松动的最有效方法。 专利申请可以追溯到 20 世纪初，但公平地说，当洛帝牢在 20 世纪 80 年代开始改进设计并将其商业化时，突破就出现了。

洛帝牢楔形制锁垫圈的历史

1953 年起，瑞典Nobex公司开始从事燃油燃烧器、软管卷盘、斜切锯和其他工具的生产，并于 1960 年将其生产迁至马特马尔（斯德哥尔摩西北约 600 公里）。 1982 年，该公司获得楔形制锁垫圈的专利，并开始以Nord-Lock品牌进行生产。

Kurt Persson 是公司创始人 Bengt 和 MaryPersson 的儿子，也是洛帝牢的首席执行官，26 年来一直积极参与楔形锁紧垫圈的研发工作。 他讲述了这段历史：“ 我们手上的垫片生意，可以说起点很低。 当时我们对生产一无所知，例如压制、硬化和表面处理。”“我们可以看到基本功能非常棒，” 他继续说道， “但与此同时，错误的材料和设计会使其成为一场灾难。 我们以艰难的方式学到了这一点，不得不放弃所有东西，然后重新回到制图板。”

完善楔形制锁功能

Nobex 聘请了一位工程师重新设计楔形制锁垫圈，并随着时间的推移，公司建立了自己的内部设计和生产技能。 Persson 说：

 “一旦我们完善了垫片的基本楔形制锁功能，接下来的研发和改进就更多地涉及到新材料、尺寸和表面处理，目的是为了防腐、耐热和耐酸。”

从那时起，我们就一直专注于稳定、持续改进和专业化。 对于 Nobex 来说，改进生产技术和重新设计机器以确保大批量垫片的高品质极为重要。 此外，深层次检测对于保持高质量水平至关重要，而且至今仍不可或缺。

1984 年，Nobex 作为第一家供应商，已经能够提供多用途不锈钢楔形制锁垫圈，Persson说：“ 在产品坚固性和耐腐蚀性方面取得了巨大进步。 在推出之前，垫圈已经通过了广泛的盐雾测试。”

一年后，公司开始提供成对粘合的楔形制锁垫圈。 这种开发不仅确保了产品质量，而且简化了客户的装配。

专注于稳健的生产并扩大产品范围

2001 年，Nobex 更名为Nord-Lock（洛帝牢），专注于在全球范围内推广楔形制锁垫圈。公司于 2003 年推出了特殊合金钢楔形制锁垫圈，包括用于盐水和氯化物应用的 254SMO®垫圈以及用于高温应用和腐蚀性环境的镍基合金。

2007 年在 Mattmar 安装了新的硬化和表面处理产线，从而引入了 Delta Protekt®涂层。非电解涂层的改变提高了硬度，从而提升了高等级螺栓的性能。

2011 年增加了激光打标以保证完整的可追溯性，随后于 2012 年重点开发并推出了洛帝牢 X 系列垫圈。 该系列将独创楔形制锁技术与创新型弹性效应相结合。 因此，显著降低了因振动或松弛而导致螺栓自发松动的风险，例如在夹紧长度较短且有多个夹紧部件垫圈、软金属、塑料复合材料、涂层或热循环的应用中。

截至今天，Mattmar 工厂已生产数百种垫圈，可以生产客户定制的特定产品。 扩大产能、不断改进核心产品和工艺，并通过新的垫片和组合产品进一步扩大产品系列一直以来都是公司所关注的重点。

2021 年，洛帝牢集团在 Mattmar 的现代化和扩建工厂落成，旨在确保长期生产能力，满足全球日益增长的客户需求。

垫圈的潜在未来

一般来说，使用传感器支持的智能技术，会对螺栓连接进行远程预紧力监测带来很多有趣机会。 许多已经得以实现，例如Superbolt LST 或 Superbolt LSF，目前正在用于监控铁路和海上风能等行业中最关键的连接。

洛帝牢集团智能产品和服务业务开发专员 Pierre Kellner指出， 螺栓连接行业中的大多数现有智能产品都是监测螺栓或螺柱的伸长率，以此测量预紧力。 还有一些智能垫圈，但并不是首选，因为需要比普通垫圈更多的空间。

“尽管楔形制锁功能旨在消除预紧力随时间变化而出现的任何损失，但洛帝牢防松垫圈不测量预紧力” Pierre 说。

他补充说：“我们已经看到压电晶体在超薄垫圈上的实验应用，但是从商业角度来看，工业 4.0 在生产方面的机会更紧迫。如此一来，你可以通过研究自动化检测、减少浪费以及利用整个过程中集成的数据提高垫片生产效率与质量。”

楔形制锁垫圈

楔形制锁垫圈采用预紧力而不是摩擦力来固定螺栓连接。每个连接组合由一对一面带有楔形齿、另一面带有径向细齿的锁紧垫圈组成。 楔形制锁效应可防止螺栓自发松动。