Болтовое соединение с пружинной шайбой

Пружинная шайба гровер: особенности, разновидности, применение

В машиностроении и других сферах применяются различные изделия, которые обладают пружинящими свойствами. Например, пружинная шайба или гровер. Деталь используется для многих конструкций, но в некоторых случаях она неприменима. Для начала следует рассмотреть особенности гровера подробнее.

История создания детали

В 19 веке машиностроение начало стремительно развиваться, что привело к необходимости создания надежных и прочных видов соединения. Резьбовые конструкции не отличались высоким качеством, другие разновидности не приносили должного эффекта из-за восприимчивости нагрузки. Под воздействием вибрации и колебаний соединения теряют прочность и герметичность. С появлением пружинной шайбы ситуация значительно улучшилась. Деталь отличается прочностью и надежностью, которая сохраняется даже при различных нагрузках.

Конструкция представляет собой простой элемент, благодаря чему ее стоимость остается низкой без ущерба надежности. Производство шайбы регулируется нормативами, установленными в ГОСТ 6402-70. Основными особенностями гровера являются следующие:

• представляет собой обычную часть пружины;
• исключено непроизвольное откручивание благодаря направлению, противоположному ходу гайки;
• с помощью кромки конструкция вращается и после впивается в поверхность заготовки.

В маркировке изделия обозначаются характеристики детали, в том числе материал изготовления и показатели диаметра. Для производства используются определенные марки металла, которые способны обеспечить высокие эксплуатационные свойства.

Разновидности шайбы гровера

Чаще всего пружинная шайба применяется для создания болтовых соединений. Если необходимо увеличение площади контакта, конструкция дополняется обычным вариантом исполнения. Это является гарантией прочности. При рассмотрении чертежа метиза можно выделить два варианта:

• Простой. Пружинная шайба может иметь разные показатели диаметра и толщины витка. Конструкция характеризуется обязательным отклонением витков под определенным углом относительно центральной оси.
• Сложный. Подходит для высоконагруженных соединений, в том числе ударных и вибрационных.

Сегодня широким спросом пользуется гроверная оцинкованная шайба DIN 127 M8. Деталь превосходит аналогичные варианты благодаря специальной обработке, предназначенной для защиты поверхности от различных внешних воздействий. Также распространен крепежный элемент DIN 7980, который также имеет свои отличительные особенности.

Метизы производят с правой навивкой, в некоторых случаях допускается применение конструкций с левым витком.

Преимущества и недостатки пружинной шайбы гровера

Главное преимущество конструкции — это низкая стоимость и простая технология производства. Среди недостатков гроверной шайбы выделяется несколько:

• недостаток усилия конструкции по причине высоких динамических нагрузок в процессе эксплуатации;
• во время затягивания шайба может превратиться в простую пластинку, которая теряет фиксирующие свойства;
• запрещено повторное применение метиза после демонтажа, поскольку элемент значительно деформируется.

Пружинная шайба подходит для организации простых и временных соединений. Если есть возможность заменить конструкцию на более надежную — рекомендуется выполнить демонтаж и установить другие крепежные элементы.

Замена пружинной шайбы

Для надежной фиксации гайки применяются различные конструкции, которыми успешно заменяется гровер. В число самых распространенных вариантов метизов входят несколько:

• Самоконтрящаяся гайки. Крепежный элемент характеризуется отличительным вкладышем из пластика, который используется для уменьшения вибрационных и ударных нагрузок. Это исключает самопроизвольное раскручивание. Для изготовления метиза применяются более сложные технологии, что отражается на его стоимости.
• Шайба тарельчатого типа. Она отлично подходит для замены стандартной пружинной шайбы, отличается низкой ценой и увеличенными показателями надежности.
• Коронная гайка. Подходит в различных случаях, когда необходимо создать отверстие для установки шплинта. Соединение относится к категории ступенчатых, при этом является надежным.
• Фланец зубчатого типа. Метиз характеризуется насечками, предназначенными для плотного сращивания с гайкой. Это гарантирует прочность соединения и устойчивость к самопроизвольному откручиванию.
• Контрящая шайба. Отличается множеством зубчиков, использующихся для плотной фиксации.
• Пластины с усиками. Данный вид соединения отличается от привычных. Надежность обеспечена за счет того, что один из усиков устанавливается в детали, оставшимися необходимо обогнуть витки. Существует несколько видов крепежного элемента, поэтому для каждого случая выбирайте подходящий вариант.
• Проволочные замки. Метизы также характеризуются низкой ценой и простотой производства.

При выборе руководствуйтесь условиями использования, техническими характеристиками изделия и другими факторами, которые могут повлиять на прочность соединения.

Разновидности пружинных шайб

Производство гровера регулируется стандартом ГОСТ 6402-70. В нормативах установлены требования к материалу изготовления, типоразмерам и другим техническим характеристикам изделия. В процессе изготовления производитель придерживается следующих правил:

• изделие может быть из бронзы, различных марок стали и некоторых цветных сплавов;
• показатели твердости варьируются от 40 до 48 HRC, для бронзовых конструкций значение превышает 90 HRC;
• технология производства выбирается изготовителем, при этом важно соблюдать отсутствие дефектов, заусениц, трещин и других видов брака изделия;
• иногда допускаются незначительные дефекты, которые не влияют на прочность соединения;
• на заключительном этапе выпуска изделие подвергается различным испытаниям.

Чаще всего качественные шайбы производят из пружинной стали. Материал обеспечивает максимальную прочность и устойчивость к внешним воздействиям. С помощью термообработки увеличивается твердость метиза.

Назначение конструкции

Основное предназначение пружинной шайбы — это фиксация гайки при соединении различных деталей и заготовок. Допускается использование метиза вместо стандартного. Особая форма конструкции позволяет для компенсации вибрации изменять расположение витков.

Установка гроверной шайбы

Процесс монтажа метиза незначительно отличается от стандартного варианта установки других схожих крепежей. Среди основных особенностей можно выделить такие, как:

• конструкция размещается между гайкой и соединяемой деталью;
• гровер можно использовать совместно с обычными гайками.

Пружинная гайка востребована благодаря простоте эксплуатации. Поэтому она встречается в различных сферах в качестве временного или постоянного крепежа. Лучше со временем заменить деталь на более дорогую по нескольким причинам:

• гровер восприимчив к механическим повреждениям;
• невозможно повторное использование по причине деформации;
• технические свойства со временем снижаются.

Не рекомендуется использовать гроверную шайбу для соединений, которые являются ответственными.

Источник: https://boltzavod.ru/pruzhinnaya-shajba-grover-osobennosti-raznovidnosti-primenenie/

Пружинная шайба гровер

При изготовлении стопорных пружинных шайб производители дополняют конструкции деталей несложными элементами, но в результате получается изделие, способное создать сопротивление, в месте крепежа, при ослаблении. К тому же такие шайбы удерживают крепёжные элементы резьбы, в период использования деталей, и предотвращают их развинчивание из мест крепления.

Какие функции выполняет стопорная шайба?

Шайба, создающая стопорящее крепление, представляет собой изделие, состоящее из зубьев, насечек и лапок. Детали различаются по своей форме и имеют четыре вида: выгнутый, гроверный (у пружинных шайб Гровера), волнистый или тарельчатый. В качестве материала для изготовления берётся пружинная сталь со специальными характеристиками.

Если сравнивать обычную и стопорную шайбу, то вторая обеспечит большую площадь соприкосновения с поверхностью резьбы и за счёт этого сведёт раскручивание к нулю. На самом деле, каждая шайба, которая не является плоской, может считаться стопорной. Применяются детали в очень широком кругу всевозможных соединений.

В каких случаях применение этих шайб будет действительно уместным?

Стопорные шайбы применяются в тех случаях, когда изделие или конструкция в эксплуатационный период подвергается воздействию вибрации или большой внешней нагрузке. Такое воздействие может послужить причиной ослабления крепежа и его раскручивания в дальнейшем. Как раз такого результата не допускает шайба со стопорными функциями. Также шайбы могут применяться для более надёжного крепления и придания большей прочности всей конструкции.

Получается, что такие шайбы применяются в любых крепёжных работах с резьбовыми деталями. Конечно, если это позволяет сделать сама конструкция прибора или изделия.

Пружинная шайба гровера: преимущества

Классификация стопорных изделий.

Все детали этого вида можно объединить в несколько групп:

• Гроверная. Изделие этой группы очень часто называется пружинной шайбой Гровера. Детали сделаны из пружинной стали и имеют надрез специфической формы.
• Зубчатая. Шайбы снабжены зубцами, которые располагаются с внешней или внутренней стороны, или с обеих сторон сразу. По форме дополнительные детали могут напоминать конус или быть плоскими. У этих шайб выделяется три типа: V, J, A.
• Тарельчатая. В эту группу входят все шайбы с конусной поверхностью.
• Группа изделий, у которых есть лапки и выступы.
• В один вид объединяют детали, на которых есть рифление или насечка.
• Группа стопорных колец.
• Упорная.

Самыми распространёнными являются пружинные шайбы Гровера. Благодаря тому, что изделия оснащены надрезом, их концы располагаются на разных уровнях плоскости. Из-за этой особенности конструкции, детали надёжно защищают место крепления от постепенного ослабления и раскручивания. Шайбы обладают упругой деформацией, которая помогает справиться с нагрузкой в месте крепления.

Все детали выполняются из пружинной стали и проходят дополнительную термообработку. В большинстве случаев используются в работах по машиностроению и выступают в роли контрящей шайбы соединения в процессе конструирования приборов.

В соответствии со стандартом, принятым государством у шайбы либо имеется покрытие, либо нет. Все параметры покрытия готовой продукции предоставляются в нормативно-техническом документе, который включает в себя: вид покрытия, условное обозначение и толщину.

1. Н – нормальные;
2. Л – лёгкие;
3. Т – тяжёлые;
4. ОТ – очень тяжёлые.

В зависимости от требований, которые должны выполнять шайбы этого вида, они покрываются слоем цинка или проходят термодиффузионный способ нанесения покрытия, которое имеет защитные функции специального характера.

К деталям могут быть выставлены следующие требования: чтобы изделия соответствовали нормам пружинности, все шайбы должны быть изготовлены из проволоки, которая будет соответствовать требованиям ГОСТа или иным документам нормативно-технического направления.

В качестве основного материала должна выбираться высококачественная сталь, с маркировкой 65Г, 3Х13 или 70. Также допускается использование бронзы БрКМц3-1 и различных сплавов из цветных металлов. Свои нормативы есть и для массы крепёжных деталей и для расчётной силы упругости.

Почти всегда все необходимые параметры указаны в прилагающихся документах.

Какие требования должны соблюдаться при создании стопорных шайб?

Если придерживаться ГОСТа, то твёрдость всех изделий этого вида должна составлять от 41,5 HRB до 49,5. Если детали изготовлены из бронзового материала, то показатели твёрдости должны возрасти в два раза и быть минимум 90 HRB. Если в производстве крепёжных элементов была использована 70-я марка стали, то показатель прочности может быть немного увеличен.

Кромка, в том месте, где находится срез, в обязательном порядке должна быть заострена. Вся поверхность изделия должна быть идеально ровной, на ней не должно быть никаких микротрещин и признаков коррозии. Также обязательно проверяется, нет ли на поверхности окалин или заусениц.

В то месте где располагается срез, допустимы небольшие огрехи, только лишь потому, что это место никак не повлияет на качество функциональности шайбы. Но есть условие, что недочёты не делают саму деталь размером, который превышает норматив. Срезы на концах шайбы должны быть плоскими.

Толщина изделия вымеряется по наивысшей точке высоты детали.

В том случае если на изделия нанесение металлического покрытия выполняется катодным восстановлением, они обязательно должны пройти обеззараживание.

Детали проверяются на качество таким образом: готовая шайба трижды подвергается сжатию до абсолютно плоского состояния и находится в таком положении 24 часа. Затем вымеряется высота от одного разведённого конца до другого. Она должна быть не больше 1/6 от самой толщины изделия.

На поверхности детали ни в коем случае не должно появиться никаких трещин и уж тем более она не должна сломаться, когда её концы загнуты под углом в 45 градусов.

Каждая готовая партия продукции перед поступлением в продажу проходит проверку внешних показателей. Для этого отбирается произвольное количество деталей и проверяется их размер, вязкость, твёрдость пружинистость, а также проверяется покрытие на уровень качества. Для этого они тщательно рассматриваются через лупу с трёхкратным увеличением.

Для проверки параметров используется штангенциркуль или инструмент для измерения, который установлен ГОСТом. Твёрдость шайб определяется теми же критериями.

Для того чтобы проверить показатели вязкости один из концов шайбы зажимается в тиски, а другой, с помощью разводного ключа, загибается для увеличения размера зазора, расположенного между концами.

Определить пружинистость помогает сжатие её до плоского состояния, эта процедура проделывается три раза. Также этот показатель может определяться другим способом: на болт, длинного размера, надевается около 10–15 шайб, а сверху на них накручивается гайка, прижимая изделия, друг к другу. В таком положении они должны находиться сутки, после этого проверяется насколько плотно зафиксированы детали.

Технология снятия шайбы со стопорными функциями

Если необходимо прочно закрепить соединение резьбы, то следует положить стопорное изделие между поверхностью и головкой крепёжного изделия.

Когда происходит зажатие шайбы, она начинает пружинить и пытаться выпрямиться, эта особенность стопорных деталей создаёт препятствие перед произвольным раскручиванием. Даже самая обычная шайба подкладывается с такими же целями, но эффект получается не настолько хорошим.

Именно эта особенность может стать проблемой, если понадобиться раскрутить крепёж. Первым делом следует определить массу изделия, которое держится на шайбе. Более тяжёлые конструкции сильнее удерживают ось и поэтому есть большая вероятность использования молотка и зубила. Если нагрузка минимальная, то необходимо, лишь слегка отодвинуть шайбу и скорее пытаться раскрутить крепление, пока не вернулось усилие.

Товары, которые были описаны в этой статье:

Источник: https://www.mir-krepega.ru/primenenie-stopornyh-shajb/

Гровер — технические характеристики, особенности материала и основные свойства (75 фото)

Не все крепления находятся в стационарном положении. Во многих случаях они подвергаются разнообразным вибрациям. Их прочность, особенно в подвижных узлах механизмов, под действием данных колебаний уменьшается, возникает риск развинчивания и последующего разрушения. Решить данную проблему помогает специфическая шайба, носящая название гровер.

Назначение и изготовление

Данная деталь представляет собой металлическое кольцо, имеющее разрез под углом 70 градусов относительно плоскости. Сечение может быть квадратным или прямоугольным. Концы кольца разведены в противоположных направлениях так, чтобы наклон среза препятствовал бы раскручиванию, впиваясь в металл.

Шайба-гровер предназначена для недопущения самопроизвольного отсоединения деталей с резьбовым креплением вследствие действия разнообразных нагрузок динамического типа. Эту соединительную деталь устанавливают под головку болтов или между завинчивающейся гайкой и шайбой.

Одновременно понижается степень хрупкости. Сверху хромированием или цинкованием наносится защитный слой. Именно большая твердость шайбы по сравнению с материалом крепежа обеспечивает «вгрызание» в металл и фиксация.

Существуют также детали из других материалов – алюминия, латуни или бронзы. Они предпочтительны для использования с крепежными элементами из мягких типов металла. На фото гровера можно увидеть разновидности детали, на плоскости которой может создаваться эффект шероховатости для большего трения и стопорения.

Шайбы этого типа делятся на три группы:

• нормальные;
• тяжелые;
• особо тяжелые с квадратным поперечным сечением;
• легкие с прямоугольным типом сечения.

Особенности выбора

Покупая гровер под гайку, нужно учитывать несколько важных параметров:

• его толщину;
• величину промежутка между поверхностями торцов – не более толщины, умноженной на коэффициент 0,7;
• высоту шайбы;
• диаметр болта или винта, в укреплении которых будет применяться деталь.

Важно также обращать внимание и на качество изготовления. На поверхностях не должно быть окалин, трещин или признаков коррозийного разрушения. А вот мелкие дефекты и небольшие окалины в местах среза допустимы. Конечно, если они не влияют на габариты детали и ее качественные параметры.

Иногда встречается сечение трапециевидной формы. Это не будет проблемой, если оно соответствует установленным показателям высоты самой шайбы.

Принцип действия

Изделие может производиться в двух модификациях – с гладкими концами скошенной формы и с заостренными кончиками. Второй вариант считается более надежным, поскольку такие концы при стопорении впиваются в металл гайки и основы, повышая прочность соединения. При этом степень выдерживаемой нагрузки будет существенно выше.

Существуют также модели с левосторонним и правосторонним направлением среза. Они используются для винтов и гаек с разной по направлению резьбой.

Принцип работы гроверов следующий. При закручивании крепежной пары процесс идет гладко, поскольку стопорения не происходит. А вот после того как кольцо было затянуто, фиксация обеспечивается кромками гровера, которые впиваются в опорные части. Самопроизвольное раскручивание исключается. Но при этом нужно учесть два момента:

• следует правильно выбирать шайбу по направлению резьбы;
• использование гровера из твердого материала в сочетании с узлами из мягких металлов, например алюминиевыми, часто приводит к порче основания.

Размещать данную крепежную деталь можно как под головкой винта, так и под гайкой. Для прочности допускается использование в двух местах одновременно.

Выбирая кольцо большего сечения по ширине и высоте, вы получаете высокие показатели силы упругости, однако при этом упругая деформация не меняется.

Альтернативные варианты для стопорения

В процессе закручивания винтовой пары, витое кольцо сжимается и приобретает форму обычной шайбы. Сила трения при этом более высокая, однако эффект натяга буде все же не сильно большим.

После однократного использования кольцо теряет большую часть своих качеств и для крепления подвижных элементов, особенно на ответственных деталях, его использование недопустимо.

Поэтому даже если вы используете деталь, входящую в каталог лучших гроверов, то риск снижения прочности крепления все же остается. Альтернативу можно найти – таких вариантов несколько:

• гайка с самоконтрящимся действием;
• тарельчатая гайка с пружинным эффектом;
• гайки коронного типа и с цилиндрическим поясом;
• зубчатый фланец;
• шайбы контрящие и с усиками и т.д.

Использование шайб гроверного типа помогает обеспечить более прочное крепление и существенно снизить риск раскручивания деталей. Для разных материалов основания и направлений вкручивания можно подобрать соответствующий тип кольца или заменить его альтернативным способом стопорения.

Фото гровера

Также рекомендуем посетить:

Источник: http://materialyinfo.ru/grover/

Шайба Гровера: для чего создавалась и в чем эффект применения

Ко времени изобретения шайбы Гровера в мире начался стремительный рост числа механизмов с движущимися частями. В результате этого движения возникали вибрации, приводящие к раскрутке резьбовых соединений, влекущие за собой не только выход из строя узлов механизма, но и неисправимые поломки дорогостоящих конструкций. Изобретенная Гровером шайба, стала революционной в технике.

Ее часто называют пружинной, хотя это же определение можно присвоить и другим метизам. Но в те времена, имея двойную изогнутость и острый угол поднимающегося витка усеченной пружины, она:

• радикально увеличивала силы трения между витками в резьбовом соединении, за счет увеличения их прижима друг к другу;
• препятствовала раскручиванию соединения за счет шипа разреза.

Со временем конструктив пружинной шайбы гровера в угоду простоте массового производства значительно упростился, но определенные требования обрели признаки классичности.

Пружинная шайба гровер — материалы для изготовления

В основном гровер изготавливается из углеродистой пружинной стали и подвергается закалке. Для нормального взаимодействия с материалом металлических изделий, которыми осуществляется крепеж, шайба должна быть тверже их, чтобы «вгрызаясь» в их металл при раскручивании, препятствовать ему.

Существуют гроверы, изготовленные из алюминия, бронзы, латуни и даже меди, для метизов из соответствующего металла. Стальные же могут подвергаться воронению (чернению), хромированию, анодированию (создание окисной пленки) и прочее.

Также иногда горизонтальным плоскостям шайб гровера придают определенную шероховатость для увеличения сил трения между поверхностями соединяемых деталей. Пример этому — кованый железнодорожный гровер, называемый путевой шайбой.

А двухвитковые пружинные шайбы, используемые в клеммных болтах, которые служат для крепления рельс, имеют еще более резко выраженный эффект сопротивления раскручиванию.

Это происходит благодаря тому, что, в отличие от гровера, они не превращаются в плоскую деталь после окончательной сборки.

Применение и варианты исполнения шайбы гровера

Вообще, чаще всего гровер присутствует в болтовых соединениях. Но еще чаще вместе с обычной цилиндрической шайбой, которая за счет увеличенной площади контакта дополнительно препятствует рассоединению винтовой пары.

Сегодня существуют 2 варианта исполнения гровера.

Второй — более сложный в производстве, но является все же более надежным, выдерживающим большие динамические и разнонаправленные нагрузки.

Большинство винтовых соединений имеют правую навивку, т.е. вкручиваются или накручиваются по часовой стрелке, а при визуальном осмотре их витки поднимаются вправо. Гроверы для таких метизов имеют подъем витка также по часовой стрелке. Но некоторая часть крепежа изготавливается с левой резьбой. Она применяется для крепления вращающихся частей механизма, которые во время этого вращения могут спровоцировать одновременное выкручивание крепежа.

Будьте внимательны при установке пружинной шайбы гровера и применяйте ее в соответствии с направлением резьбы.

Недостатки шайбы гровера

Но, прежде чем говорить о недостатках гровера, назовем его главное достоинство: дешевизна и технологичность производства.

А теперь – о главных претензиях к этой пружинной шайбе.

Все более динамичные машины требуют значительно более радикальных решений по сопротивлению самоотвинчиванию резьбовых соединений. Силы гровера становится уже недостаточно. А ряд экспериментов (с конца 80-х годов 20-го столетия) немецких, а вслед за ними американских и британских исследователей, указывают, что не все так хорошо у знаменитой шайбы. А именно:

• после сборки узла с гровером, он превращается в обычную плоскую шайбу с незначительным эффектом натяга, лишь слегка увеличивающего силу трения между витками;
• «вгрызание» шайбы в металл при раскручивании, не обеспечивает достаточного сопротивления ему;
• шайба почти во всех случаях не подлежит вторичному использованию ввиду наличия остаточной деформации.

В связи с чем, на многих современных образцах зарубежной техники можно часто увидеть замену шайбы на другие элементы.

Чем можно заменить пружинную шайбу гровера

А вариантов замены – множество. Мы перечислим самые распространенные:

• Самоконтрящаяся гайка. В верхней ее части вмонтирована пластиковая вставка, гасящая вибрационные колебания и препятствующая самораскручиванию соединения. Это самый дорогой, но на сегодня – самый эффективный и технологичный способ.

• Пружинная тарельчатая шайба. Очевидно, что она использует часть изначальной идеи оригинального гровера, но еще более проста в производстве.

• Коронная гайка. Требует сверления ответного крепежного элемента с последующей фиксацией шплинтом. Обеспечивает надежное, но отчасти ступенчатое, сопряжение деталей.

• Зубчатый фланец. Практически шайба с насечкой, срощенная с гайкой. Эффект от использования – понятен.

• Гайка с цилиндрическим поясом. Требует наличия у ответной детали продольного шлица (или шлицов)

• Контрящая шайба. В ней множество зубчиков препятствуют раскручиванию соединения.

• Шайбы с усиками. Требуют отверстия или выборки для одного из усиков в детали, а остальные усики загибаются на грани гайки или головки винта. Имеется множество вариантов конструкции таких шайб.

• Адгезионная фиксация. Различные составы, наносимые на резьбу, после полимеризации препятствующие разборке резьбового соединения.

• Проволочные замки. Используется при расположении рядом нескольких крепежных деталей – чаще болтов или винтов.

Также важно помнить, что даже простая окраска может стать достаточным фактором фиксации. А в более тяжелых случаях применяется боковая фиксация соединения при помощи винта или штифта, расклепывание выступающей резьбы, а в самых тяжелых случаях – сварка, но последние 2 варианта – практически не разборны.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

Рекомендуем другие статьи по теме

Источник: http://stroi-specialist.ru/instrument/ruchnoj-instrument/shajba-grovera.html

Стопорные шайбы или как закрепить болтовое соединение

14.06.2016

Болтовые соединения находят широкое применение и встречаются практически в любой технической отрасли. Это объясняется несомненными плюсами: универсальностью, простотой монтажа, возможностью демонтажа (без повреждений деталей и крепежа), взаимозаменяемостью крепёжных изделий, распространённостью инструмента для них и пр.

Однако существенным недостатком болтового крепежа является ослабление соединения при знакопеременных нагрузках, вибрации. Для предотвращения ослабления/самоотвинчивания крепежа применяют известные методы, такие как самоконтрящиеся гайки, стопорные кольца или шайбы (гроверные, зубчатые, клиновые и т.п.). При этом у каждого решения имеются собственные сильные и слабые стороны.

Стопорение болтовых соединений

• Контрирование: самый простой и очевидный способ надёжно поджать гайку – навинтить сверху ещё одну! Вторая гайка (контргайка) будет надёжно прижимать первую, образуя с ней практически монолитную пару.Достоинством данного метода является простота монтажа (при использовании только стандартных изделий). А недостатками – повышенный (в пределе – двукратный) расход гаек, увеличении веса и габаритов крепежа.
• Пружинная (в обиходе «гроверная») шайба – представляет собой разрезное упругое кольцо. При её поджатии гайкой создаётся натяг, а острые кромки шайбы врезаются в тело гайки и поверхность детали, предотвращая самораскручивание. Даже если под действием вибрации гайка страгивается со своей позиции, упругое разжатие гроверной шайбы снова создаёт натяг и соединение буквально стопорит само себя.Достоинство метода: простота и надёжность. Недостатки – необходимость в дополнительной сборочной единице (гроверной шайбе), возможные ошибки, забывчивость при монтаже, повреждение крепежа и поверхности детали острыми концами шайбы при затяжке.
• Самоконтрящиеся гайки – своеобразный синтез предыдущих способов, когда гайка и гроверная шайба объединяются в единый узел. Самоконтрящиеся гайки имеют несколько вариантов реализации. Например, болт и гайка с переменным шагом резьбы – этим достигается натяг при завинчивании, препятствующий ослаблению соединения в эксплуатации. Другой вариант – наличие упругого (нейлонового или полимерного) кольца или лепестковой насечки в верхнем пояске гайки. После затягивания эти дополнительные элементы оказывают давление на резьбу и за счёт трения «не пускают» гайку отвинчиваться. Третий способ – соединение в единый узел гайки и плоской шайбы с рифлёной «пружинной» поверхностью. При затягивании такой гайки нижняя «шайбовая» часть деформируется, создавая натяг и не давая крепежу отворачиваться.Достоинства самоконтрящихся гаек любого типа – простота монтажа, отсутствие дополнительных стопорных элементов. Недостаток – усложнение конструкции/формы гайки по сравнению со стандартной.
• Шплинтование – короткий отрезок сложенной вдвое проволоки (шплинт) пропускается сквозь отверстие в стержне болта и теле/короне гайки, а затем разжимается.Достоинства – едва ли не самый надёжный способ стопорения крепежа, наличие/отсутствие шплинта легко различить визуально, сравнительная простота монтажа. Недостатки – усложнение конструкции (отверстие в теле болта, «шипастая» корона у гайки), затруднение откручивания (шплинты чаще всего одноразовые).
• Кернение, пайка, приварка, расклёпывание – позволяют создать условно-разъёмное соединение, когда наружные витки резьбы гайки точечно повреждаются. Это создаёт механическое препятствие движению по резьбе.Достоинство метода – надёжность стопорения. Недостатки: повреждение крепежа, сложности как при монтаже (потребность в сварочных работах, пайке или точных ударных воздействиях), так и демонтаже.
• Нанесение лаков, красок, клея на резьбу – метод аналогичен предыдущему, но без механического повреждения резьбы.Чуть проще в плане монтажа (нанести клей, а не паять/заваривать!), но обладает меньшей несущей способностью в сравнении с кернением и аналогичными «механическими» методами повреждения резьбы.
• Стопорные (клиновые) шайбы – состоят из двух «половинок», внутренние поверхности которых снабжены специальными клиновидными выступами (отсюда и название). Внешние края шайбы также имеют выступы (радиальную насечку) для лучшего сцепления с поверхностью детали и гайки. При затягивании крепежа половинки стопорной шайбы плотно, без зазора, прижимаются друг к другу – деформации шайбы не происходит. Однако при попытке гайки стронуться в обратную сторону (начать самопроизвольно откручиваться), внутренние клинья половинок шайб давят друг на друга и «распираются» вовне – против усилия затягивания. Поскольку угол клиньев больше, чем угол резьбы (это учтено при разработке шайбы), то под действием вибрации более вероятно, что гайка останется на месте (не ослабнет!), чем преодолеет суммарный «подъём» резьбы и клиньев шайбы. Даже при работе соединение в условиях сильной вибрации!Достоинства: лёгкость монтажа, практически стандартная толщина стопорной шайбы (отсутствие дополнительных элементов), возможность откручивания соединения без повреждений крепежа, многократное повторное использование шайб. Недостатки: требует внимательности при сборке (важно не перепутать установку половинок – клиньями друг к другу, насечкой вовне!).

Сравнение шайб различного типа

Выше была представлена информация об основных видах, достоинствах и недостатках имеющихся способов стопорения резьбового крепежа. Однако какой же из них лучше? В частности, какие шайбы целесообразней применять в конкретных условиях?

Ответ на данный вопрос могут дать лишь сравнительные испытания. Для оценки выносливости болтовых соединений в условиях динамической нагрузки применяют специальные вибростенды. Измерительный комплекс включает в себя платформу на гидроопорах, внешний электродвигатель (для нагружения платформы – создания вибрации) и контрольные датчики, информация с которых поступает на ПК для последующей обработки и демонстрации результатов.

Испытания проводятся следующим образом. В имеющееся на платформе отверстие устанавливается крепёж (болт, гайки и шайба) и затягивается первичным моментом (к примеру, 8 кН). Включается двигатель, платформа начинает вибрировать. Через какое-то время соединение «поплывёт», т.е. гайка начнёт самопроизвольно откручиваться и первичный момент затяжки снизиться – возможно даже до нуля (крепёж полностью ослабнет).

Какая шайба лучше стопорит соединение? Очевидно та, с которой первичный момент затяжки под действием вибрации продержится дольше! Зависимость «момент – время нагружения» и позволяет сделать вывод о стойкости шайб. А заодно и сравнить их между собой – в одинаковых условиях эксперимента.

Подобное испытание называется «вибрационный тест Юнкера» (методика испытаний регламентируется DIN 65151­2002). Тест показывает, что наибольшей стойкостью обладает стопорная (клиновая) шайба – первичный момент затяжки сохраняется практически на 100% (в то время как, например, у гроверной шайбы к концу теста он падает до нуля!).

Виды, исполнения стопорных шайб

Стопорные шайбы обеспечивают практически 100% гарантию от самопроизвольного откручивания резьбового крепежа, могут применяться в узлах, работающих со смазкой и агрессивных средах. За счёт очевидных преимуществ стопорные шайбы существенно теснят «конкурентов» (шайбы других типов)! Сфера использования стопорных шайб постоянно расширяется. А в пользу их высокого качества говорит опыт успешного применения в авиационной и аэрокосмической отраслях.

Для различных условий эксплуатации выпускаются стопорные шайбы:

• с цинковым покрытием;
• из нержавеющей стали;
• в узком исполнении (для потайного крепежа);
• стандартные (для обычных отверстий);
• в широком исполнении (для продольных отверстий).

Следует отметить, что в системе «гайка-болт-шайба» стопорные клиновые шайбы должны быть единственными!

• Если отверстие сквозное, то под головку болта и под гайку должна устанавливаться отдельная стопорная шайба (в итоге, две на крепёж).
• Запрещено применять стопорные шайбы одновременно с другими податливыми элементами (такими как предохранительные/уплотнительные шайбы)!

Материалы подготовлены специалистами компании «Трайв-Комплект».
Копирование текста с указанием ссылки на первоисточник — обязательно.

Источник: https://traiv-komplekt.ru/articles/stopornie-shajbi-ili-kak-zakrepit-boltovoe-soedinenie/

Шайба — важный элемент резьбового соединения

В составе резьбового соединения шайба малозаметная, но очень значимая составляющая. В зависимости от конструкции такие метизы могут иметь разное назначение. Одни увеличивают опорную площадь, другие предотвращают самоотвинчивание, третьи — обеспечивают защите от проникновения жидкости. Ниже обзор наиболее популярных видов шайб, их назначение, конструкция, технические характеристики и свойства.

Шайба плоская

Классический состав резьбового соединения — болт, гайка, плоская шайба. Задачи шайбы следующие: 

•  равномерное распределение нагрузки на основания скрепляемых материалов
• увеличение площади прижима 
• предотвращение повреждения скрепляемых материалов 

Конструктивно она представляет собой, выштампованный из металла круг с отверстием посредине. Диаметр внутреннего отверстия соответствует (чуть больше) диаметру стержня болта, винта, шпильки. Производство стандартных плоских шайб регламентируется стандартами ГОСТ 11371, DIN 125.

При повышенных требованиях к площади прижима требуются метизы с увеличенным диаметром. Такие производятся в соответствии с ГОСТ 6958 и DIN 9021. Наружный диаметр увеличенной плоской шайбы примерно в три раза больше внутреннего диаметра.

Для примера, если обычная плоская шайба ГОСТ 11371 для крепежной детали М10 имеет наружный диаметр 20 мм, то увеличенная, по ГОСТ 6958 — 30 мм. 

Плоские шайбы также в определенной степени, при незначительных динамических нагрузках, предотвращают самопроизвольное отвинчивание крепежных деталей. При устройстве металлоконструкций скрепляемых высокопрочным крепежом (болты и гайки) применяются специальные изделия по ГОСТ Р 52646. Из изготавливают из улучшенных сталей, показатель твердости HRC находится в пределах 35…45. Плоские шайбы выпускаются без покрытия, оцинкованными, с другими типами металлизированных и неметаллизированных покрытий.

Пружинная шайба (гровер)

Один из недостатков резьбового соединения — самопроизвольное раскручивание под влиянием вибрационных, динамических нагрузок. Особо актуально такая проблема стоит в автомобиле- и станкостроении, при производстве оборудования. В конструкциях, содержащих движущиеся части. Одно из недорогих решений такой проблемы — установка под болт или гайку пружинной шайбы. Другое, часто используемое, название такого крепежа — “гровер”, в честь ее английского изобретателя Джона Гровера. 

По конструкции крепеж выполнен в виде кольца с разрезом наискось под углом около 70 град и разведенными в стороны краями. Материалом для изготовления метизов служит квадратная проволока с высокими пружинными свойствами.

При затяжке за счет сжатия гровера на соединение действует дополнительная продольная сила, препятствующая самопроизвольному раскручиванию. Кроме этого, раскручиванию препятствует и угол разреза, который упирается в торец крепежной детали.

Пружинные шайбы производятся в соответствии со стандартами ГОСТ 6402, DIN 7980, 127. При затяжке закладных, стыковых, клеммных болтов, ввинчивании шурупов-глухарей в ж/д скреплениях применяются специальные двухвитковые пружинные шайбы по ГОСТ 21797.

Шайба стопорная с зубом

Более современный крепеж для предотвращения самоотвинчивая резьбового соединения — шайба стопорная с зубом. Такой крепеж востребован, в частности при производстве бытовой техники и оборудования. При сборке электроинструмента, стиральных и посудомоечных машин, бытового строительного оборудования под головку винта или болта, гайку подкладывается стопорная шайба. Такое решение является недорогим и вполне надежным. 

Конструктивно стопорная шайба с зубом имеет внутренний или наружный край в форме зуба и повернутый относительно основной плоскости на угол до 45 град. Зубья могут производиться методом насечки или вырубки. Направление поворота правое. Метизы производятся из пружинных сталей, имеющих высокую твердость, обладающими высокой упругостью.. 

Крепеж изготавливается в соответствии с ГОСТ 10463, DIN 6798. Сортамент стопорных шайб с зубом по ГОСТ представлен небольшими диаметрами — от 2 до 24 мм (по DIN до 30 мм). Они изготавливаются их углеродистых сталей, латуни, нержавейки.

Шайбы NORD-LOCK

Шайбы NORD-LOCK — прогрессивный крепеж в резьбовых соединениях. Его применение предотвращает самораскручивание соединения. Особая конструкция такого крепежа не только предотвращает самопроизвольное отвинчивание, но также и сохраняет предварительное натяжение в соединении. 

В крепежном изделии NORD-LOCK применен стопорно-клиновой эффект для сохранения прочности соединения. В основе фиксации соединения с помощью таких метизов лежит в первую очередь предварительное натяжение (в обычных трение).

Конструктивно шайба NORD-LOCK состоит из 2 шайб нижняя и верхняя сторона которых имеет форму зубцов (клиньев), препятствующих спонтанному отвинчиванию.

Благодаря конусообразной форме, в соединении долго сохраняется предварительное натяжение даже если болт и гайка из “релаксирующего”, мягкого материала. 

Интернет-магазин Крепком предлагает купить шайбы, болты, гайки, шпильки и другой крепеж по привлекательным ценам. У нас большой выбор способов оплаты, отправка товара транспортными компаниями в любой город.

Статьи о продукции 14.02.2018 16:24:18

Источник: https://krepcom.ru/blog/products-articles/shayba-vazhnyy-element-rezbovogo-soedineniya/