ASME B27.6-1972 (2017)——通用型等截面螺旋挡圈

28 10 月, 2026
ASME

🔩 ASME B27.6-1972 (2017) 是 ASME B27 系列”挡圈、挡环及类似器件”标准中专门规定通用型等截面螺旋挡圈（General Purpose Uniform Cross Section Spiral Retaining Rings）的技术文件。该标准最初作为美国国家标准 ANSI B27.6-1972 于 1972 年发布，2017 年经 ASME 复审确认继续有效，至今仍是轴用、孔用螺旋挡圈设计、制造、检验与采购的重要依据。螺旋挡圈由扁平的弹簧钢带以螺旋方式卷绕而成，截面厚度均匀，安装后嵌入轴或壳体上的环形沟槽，形成凸肩用于定位和固定轴承、齿轮、衬套等零件，广泛用于汽车、农机、电机、电动工具与通用机械中。

💡 与普通”开口式”弹性挡圈不同，等截面螺旋挡圈在圆周上呈螺旋多层卷绕，承载时沿圆周应力分布更均匀，且无径向切口式挡圈常见的应力集中，特别适合需要高轴向承载与抗冲击的场合。

一、标准适用范围与挡圈型式 📌

标准覆盖两个系列的通用型等截面螺旋挡圈，每个系列又按承载能力分为轻型（Light Duty）与重型（Heavy Duty）两种型式。挡圈可与标准所列的公称轴径或孔径配合，并装入标准推荐的沟槽尺寸中；表 1～表 4 分别给出了各型式挡圈、沟槽与量规（gages）的完整尺寸数据。全部尺寸以英寸为单位（第 1.4 节），除非另有说明。

型式代号	用途	承载等级	尺寸表	典型应用
2A01	轴用外挡圈（External）	轻型 Light Duty	表 1	一般定位、轻载荷轴向固定
2A02	轴用外挡圈（External）	重型 Heavy Duty	表 2	重载轴承、齿轮的轴向定位
2B01	孔用内挡圈（Internal）	轻型 Light Duty	表 3	壳体孔内零件的轻载固定
2B02	孔用内挡圈（Internal）	重型 Heavy Duty	表 4	液压缸、变速箱体孔内重载定位

关于适用性，标准第 1.3 节明确指出：挡圈设计上主要与标准推荐的轴径、孔径及沟槽尺寸配合使用，但允许在特定设计中适当调整这些直径。调整时必须保证：装配后挡圈不会因过大的永久变形（permanent set）而出现松动；同时沟槽直径也不得改动到使挡圈在槽内松旷的程度。

⚠️ 螺旋挡圈的”永久变形”是选型中的关键概念：若轴径或孔径改动过大，挡圈装入沟槽后发生塑性变形，便无法再对零件提供可靠的轴向限位。任何偏离标准尺寸的设计变更都应在样品验证后再批量采用。

二、材料与力学性能要求 🔧

标准规定挡圈材料可采用碳素弹簧钢或耐蚀钢。碳素弹簧钢应满足 SAE 1070～1090 或 AISI 1070～1090（或等效材料）的化学成分要求，并按材料厚度给出对应的硬度与抗拉强度指标；耐蚀钢则应符合 SAE 30302（或等效材料）的化学成分，厚度 0.008～0.062 英寸范围内抗拉强度为 175,000～250,000 psi。

材料类别	最小厚度（英寸）	洛氏硬度标尺	硬度值	抗拉强度（psi）
碳素弹簧钢	0.0067	15N	85–90	269,000–299,000
碳素弹簧钢	0.0142	30N	68–73	255,000–285,000
碳素弹簧钢	0.0213	A	72–78	221,000–251,000
碳素弹簧钢	0.0433	C	43–49	211,000–236,000
耐蚀钢	0.008 起	15N/30N/A/C	随厚度变化	175,000–250,000

表面处理方面，除非订货另有规定，挡圈默认按自然（加工态）表面供货，不镀不涂。若需要镀层或涂层防腐蚀，应由供需双方协商确定工艺；对于可能发生氢脆的镀层挡圈，标准要求在电镀或涂覆后尽快在 375°F（约 190°C）下烘烤 3 小时，或采用其他合适的时间与温度组合，以消除氢脆风险。

🚨 弹簧钢对氢脆极为敏感。高硬度碳素弹簧钢挡圈电镀后若不经除氢烘烤，装配或承受载荷时可能发生脆断。采购技术条件中务必明确”镀后去氢”要求，并索要工艺证明。

三、压装、缺口与几何质量要求 📏

标准对挡圈的结构细节提出了明确要求：

压装（Crimp）：除非买方另有规定，下列规格的挡圈不压装——2A01 轻型外挡圈 0.500–1.500 英寸、2A02 重型外挡圈 0.469–0.688 英寸、2B01 轻型内挡圈 0.500–1.500 英寸、2B02 重型内挡圈 0.469–0.750 英寸；其余规格均应压装。
拆卸缺口/槽（Removal Notches or Slots）：2A01 与 2B01 在 0.500–2.750 英寸规格上加工缺口，2.813–11.000 英寸规格加工槽；2A02 与 2B02 全部规格均加工缺口（其中 2B02 在 2.813–11.000 英寸为槽），便于拆卸工具伸入取出挡圈。
端面碟形（Dish）：指挡圈两面的高度差（见标准图 1），按径向壁厚分档规定了最大允许值，例如壁厚 0–0.039 英寸时碟形不超过 0.001 英寸，壁厚 0.475–0.649 英寸时不超过 0.013 英寸，最大允许 0.014 英寸。
错位（Misalignment）：挡圈各圈叶片必须相互叠置，公称尺寸 0.375–0.984 英寸时最大错位 0.010 英寸，1.000–1.969 英寸时为 0.020 英寸，2.000–5.905 英寸时为 0.045 英寸，6.000 英寸及以上为 0.070 英寸。
棱边圆角（Edge Radius）：挡圈材料棱边应倒圆，圆角半径不小于厚度 T 的 1/8、不大于 T 的 1/4。

四、检验方法与装配预防措施 🛠️

在检验方面，标准给出了横向变形（Lateral Deformation）的检查方法：将挡圈置于两块经淬硬磨平的平行钢板之间，配以精度为千分之一的变形指示表，在约中心位置施加 10 磅载荷，测得的两板间距不得超过最小推荐沟槽宽度 F″。平行度（Parallelism）要求挡圈自由状态下两侧外表面相互平行；厚度测量应在 10 磅载荷下进行，且测量位置应避开挡圈端部或开口处。附录 I 还提供了推荐的工程图纸格式（Recommended Standard Drawing Format），便于设计图纸与标准数据对接。

装配预防措施方面，螺旋挡圈的典型失效模式包括：安装时过度扩张/压缩导致塑性变形、沟槽倒角不足造成边缘损伤、拆卸工具用力过猛引起翘曲等。工程实践中应使用专用安装钳或锥套式安装工具，避免用普通螺丝刀硬撬。

💡 选型四步法：① 按轴向载荷与轴径选择轻型或重型；② 按标准表查出对应沟槽直径与沟槽宽度；③ 核对挡圈外径/内径与自由厚度是否与量规相符；④ 明确是否压装、是否需要拆卸缺口，以及表面处理与除氢要求。

五、工程实践要点 📋

🔍 沟槽加工：沟槽直径与宽度必须严格按标准表执行，槽底不得有尖角与毛刺，必要时留 0.005 英寸左右的倒角，防止装配时刮伤挡圈。
🔧 材质选择：腐蚀环境优先选用耐蚀钢（30302 类）挡圈；一般机械工况用碳素弹簧钢；高温或低温工况须核对材料适用温度范围。
📊 质量追溯：标准 2017 年复审确认后仍为现行有效版本；采购文件应注明标准版本（B27.6-1972 (2017)），并要求供应商提供材料成分与硬度检验报告。
📐 互换性：同一型式、同一公称尺寸的挡圈具有统一的沟槽与量规尺寸，不同厂商产品原则上可互换，但批量使用前建议先做装配抽检。

六、常见问题解答 ❓

❓ 问：B27.6 与常见的”开口弹性挡圈”标准有何区别？
答：B27.6 规定的是等截面螺旋挡圈，由扁钢带螺旋卷绕多层而成；而传统开口挡圈（如国标 GB/T 894 类）为单圈冲压件。螺旋挡圈沿圆周应力分布均匀、承载能力高，但轴向占用空间略大，二者不能直接互换。

❓ 问：为什么标准强调”镀后烘烤 3 小时、375°F”？
答：电镀或涂覆过程中酸洗、阴极析氢会使氢原子渗入高强度弹簧钢基体，引起氢脆。375°F（约 190°C）烘烤 3 小时可使氢扩散逸出、恢复材料韧性；对高硬度（如 15N 85–90）的细薄挡圈尤其关键。

❓ 问：挡圈尺寸表中的”量规（gages）”指什么？
答：量规是用于检验挡圈安装状态的专用检测尺寸，例如判定挡圈自由状态下直径是否符合要求、装入沟槽后凸肩高度是否足够，是制造与验收双方共同的判定基准。

🔍 问：标准尺寸全部用英寸，中国用户如何应用？
答：B27.6 为英制标准（B27.8M 为公制对应标准）。选用公制产品时应优先参照 ASME B27.8M 或依据客户图纸；若必须采用本标准的英制尺寸，应做好英寸—毫米换算并保留有效位数，避免混用造成配合超差。

ASME B27.6-1972 (2017).pdf