Шайбы и кольца

Виды шайб

Часто шайба стопорная din применяется в качестве крепежного элемента, который исключает вероятность вывинчивания при нормальных условиях эксплуатации. Стоит учитывать, что существует довольно большое количество различных видов подобных изделий, классификация проводится по форме и типа применяемого материала. Примером можно назвать то, что часто используется пружинная сталь, которая характеризуется высокой упругостью. Все стопорные шайбы делятся на несколько основных групп:

  1. Гроверные.
  2. Зубчатые.
  3. Тарельчатые.
  4. Со специальными насечками и рифлением.
  5. С лапками.
  6. Клиновая.
  1. Основная часть представлена кольцом, которое изготавливается из металла.
  2. По поверхности создаются надрезы, расположенные в разных плоскостях.

В большинстве случаев шайба изготавливается при применении подпружиненной стали. В процессе производства она подвергается упругой деформации, благодаря которой исключается вероятность самопроизвольного вывинчивания крепежных элементов

Практически все стопорные детали гроверного типа имеют квадратное поперечное сечение. При этом для существенного расширения области применения на поверхность может наносится антикоррозионное покрытие. Проблема большинства металлических деталей заключается именно в том, что длительное воздействие повышенной влажности становится причиной появления ржавчины, со временем она снижает эксплуатационные характеристики.

В продаже также есть разрезная шайба, которая имеет плоскую или коническую форму. При этом в зависимости от области применения зубья могут быть расположены внутри и снаружи. Эта группа делится на несколько подгрупп:

  1. Тарельчатые.
  2. С различным лапами.
  3. С выступами.

Применяется шайба стопорная с лапками в том случае, когда нужно обеспечить высокую надежность соединения. Многолапчатая поверхность входит в зацепление со специальными выемками, за счет этого исключается вероятность проворачивания крепежного элемента. Лапки могут иметь различную длину.

Особенности плоской шайбы

Итак, наиболее распространенным видом по праву можно назвать именно плоский тип шайб. Используются они в основном в том случае, когда головка болта (шурупа и другого метиза) недостаточно плотно прилегает к поверхности, или же если она меньше отверстия в детали и может в него провалиться. Это изделие так же, как и основная масса, имеет кольцеобразную форму, и ее применение целесообразно только лишь в совокупности со стержневым крепежным элементом.

Размеры полностью зависят от параметров гайки и существуют уменьшенные, нормальные и увеличенные. Кроме того, такие шайбы могут быть с фаской или же без нее. Особенность первых – скос по краям где-то 40°, поверхность же последних имеет одинаковую толщину по всей площади. Также существует еще и усиленная плоская шайба, имеющая большую толщину. Их применяют для того, чтобы увеличить зону давления присоединяемых материалов.

Шайбы используются в корабле- и машиностроении, при сборке автомобилей, сельскохозяйственной техники, для производства различных станков, маслобойных аппаратов, печатных и холодильных агрегатов, а также иной бытовой и промышленной техники. Нельзя забывать и про строительство, сборку мебели, да и в быту часто можно встретить такие детали.

В общем, сфер, где они используются, невероятно много. Однако, осуществляя выбор, следует руководствоваться техническими характеристиками шайбы. В случае если они не будут соответствовать условиям эксплуатации, соединение получится недостаточно качественным, и последствия могут быть самыми ужасными.

История создания

Шайба названа по фамилии изобретателя-механика Джона Гровера. Начало повсеместного распространения – конец XIX века, в период активного, взрывного роста спроса на механизмы, постепенно вытеснившие ручной труд. Она появилась в качестве ответной меры на недостатки соединений, где применялись только прессующие шайбы.

Изначально инженеры-конструкторы пытались использовать обычные пружины в местах, где необходимо было надёжно затянуть гайки на болтах, по диаметру резьбы напоминающие нынешние размеры болтов М12, М14, М16 или М20. Но из-за наличия болтов заметно большей длины конструкции эти утяжелялись, что являлось неудобством. Пружина как разрезная составляющая способна заменить гроверную шайбу там, где минимизация веса, к примеру, подрессоренной повозки или тачки, не столь важна. Однако такое «перепроизводство» неизменно оборачивается ощутимыми тратами на выпуск машин и изделий, удорожает их стоимость, поэтому лишние витки здесь ни к чему. Назначение гроверной шайбы – удержать гайку на месте, врезавшись одним острым (приподнятым) концом в неё, другим – в прессующую шайбу, которая контактирует с одной из скрепляемых деталей. Полученное сцепление не даёт гайке свинтиться обратно, так как направлено против её возможного отвинчивания.

Альтернативой гроверным элементам считалось клёпаное соединение. Хотя заклёпка удерживает детали не хуже болта с гайкой и гроверной шайбой, обслуживание клёпаного соединения, замена разболтанных заклёпок – мера не из лёгких. Недостаток заклёпки – при расклёпывании меняются все её детали. При вскрытии соединения на основе болта и гайки с гроверной шайбой замене подлежит лишь сама шайба: аккуратно разобранное, не повреждённое соединение можно свинтить обратно без особых негативных последствий для всей конструкции в данной точке. Количество бракованных клёпаных соединений заметно выше, чем болтовых, в которых применялась гроверная шайба: любую из дефектных деталей можно заменить, сохранив остальные. Заклёпка же после извлечения идёт полностью на выброс.

Что же должна стопорить такая шайба?

Что мы можем делать, имея подобное стопорящее соединение? К основным конструктивным элементам этих шайб можно отнести наличие зубьев, лапок, насечек, а также разнообразие форм (гроверные, выгнутые, тарельчатые и волнистые). Материалом для изготовления служит специальная пружинная сталь. В отличие от плоских шайб стопорные обеспечивают достаточную площадь соприкосновения с резьбовыми поверхностями, что предотвращает развинчивание. По сути, любую шайбу, не являющуюся плоской, можно смело отнести к стопорным. Использование их предусматривается практически во всех соединениях.

Когда непосредственно стоит использовать стопорные шайбы? Это ситуации, при которых во время эксплуатации соединения есть вероятность воздействия больших внешних нагрузок, особенно вибрационных. Эти условия могут способствовать ослаблению или раскручиванию резьбового соединения, чего не допустит эта шайба. Также сюда можно отнести и ситуацию, когда они используются просто в качестве страховки для придания дополнительной прочности и большей надежности. Из этого выводится следующий итог: стопорные типы шайб можно и нужно использовать в любом соединении с резьбой, при условии, что такую возможность дают конструктивные условия изделия или прибора.

Виды

Чтобы понять окончательно, подойдёт ли гроверная шайба в вашей ситуации, мастеру полезно узнать, чем можно заменить данное изделие. Альтернативные варианты позволят зафиксировать гайку относительно болта не хуже гровера.

Самоконтрящаяся гайки обладают пластиковой вставкой, применяемой для снижения отдачи от ударов и вибрации. Но из-за относительной сложности – по сравнению с шайбой-гровером – самоконтрящаяся гайка заметно дороже, так как помимо стали определённой формы, применяются и другие, менее твёрдые и более упругие материалы.

Например, тарельчатые шайбы применяются в качестве своеобразных амортизаторов, гасящих удары и вибрацию на болтовых креплениях. Основная часть воздействия приходится на них – гайка и болт сохранятся. Выпускаются из пружинно-рессорной высокоуглеродистой стали. Соответствуют ГОСТУ №3057 (редакция от 1990 г.). Натяжение в болтовом соединении при применении тарельчатых шайб стабилизируется, устраняются резкие моменты силы, а в узком пространстве их применяют как витую пружину (один виток). Назначение шайбы – взять на себя температурные колебания «жара-холод», в обычных условиях приводящие к порче гайки и болта, использованных без каких-либо шайб. Некоторые производители, стремясь побольше сэкономить на производстве, комплектации целого спектра бытовых товаров, умышленно не кладут в комплектацию гроверные шайбы. Потребитель, увидев, что их нет, докупает «гроверы» самостоятельно, прежде чем собрать окончательно вещь или предмет, в котором используются соединения на болтах.

Простые

Простая гроверная деталь – виток пружины. Теоретически кажется, что для решения вопроса с гровер-шайбами достаточно взять болгарку с тонким диском, либо другую пилу, например, тонкий диск на пильном станке и, зафиксировав, например, пружину от раскладушки в тисках, распилить её вдоль – с одной стороны, тщательно контролируя при этом пропиливание во избежания пропила с диаметрально противоположной стороны. Шайбы круглого поперечного сечения, полученные из такой «проволоки» (пружина – по сути, проволока из высокоуглеродистой стали, имеющей хорошую упругость при сжатии с торцов), и вправду, способны решить проблему с затяжкой соединения.

К слову, простые шайбы представляют собой гладкий пружинный виток без заусенцев. Поперечные разрезы – концы распиленного пружинящего витка-колечка – смещены, они не «целятся» точно друг в друга. Если бы они и вправду совпадали, такая деталь оказалась бы бесполезной: она не фиксировала бы гайку в момент затяжки, а значит, гроверной такая стальная прокладка называться не имеет основания.

Сложные

Названы эти комплектующие сложными в первую очередь оттого, что разрабатывался данный элемент для усложнённых условий эксплуатации конструкций и механизмов, как-то: вращательные движения механизмов. В частности, агрессивная манера вождения автомобилей с частыми перегрузками, манипуляции оператора на спецтехнике, сопровождающиеся особыми условиями работы, к примеру, автокрана при подъёме и переносе штабелей на весу на значительной высоте и так далее.

Второй фактор – двухвитковое исполнение. Это два последовательно расположенных витка с таким же сечением, как и у простых шайб. Другими словами, «двойная» шайба – кусок пружины, витки которой намеренно «забыли» разделить, распилить по той же линии. Сечение витка в любой его точке не круглое, как у обычных пружин, а прямоугольное, реже встречаются трапецеидальной профилированные шайбы, в которых нижняя грань пружинного витка, что они из себя представляют, чуть длиннее верхней, при этом боковые грани направлены вверх, слегка скошены. Прообразом двухвитковых шайб являются отрезки пружины в несколько витков. Область применения – не только в качестве гроверной прокладки, но и как полноценные пружины в условиях крайне узкого пространства. Упругость, противодействие двух витков по сравнению с одним (единственным) также заметно возрастает.

Гроверная деталь не обладает свойством, присущим её «непружинным» конкурентам: её нельзя совместить в качестве единого целого с гайкой, болтом, прессующей шайбой. Это, как правило, независимый и одноразовый элемент, легко меняющийся при последующем перемонтаже болтовых соединений.

Монтаж и демонтаж стопорной шайбы

Фиксирующая шайба часто монтируется механическим методом. Для этого используются плунжер и центрированная по торцу вала конусная пробочка. Стопорное кольцо можно фиксировать вручную отверткой. Если узел имеет резьбу, шайба помещается между местом вкручивания и метизной головкой. Это создает силу трения, предотвращающую раскручивание соединения. У плоской шайбы ее значение будет ниже, хотя способ ее монтажа в целом тот же. Возможна и автоматическая установка стопорного крепежа с использованием прессов и пневмоцилиндров.

Сила трения обеспечивает соединению надежность, но при снятии она становится проблемой. Чем тяжелее поддерживаемое изделие, тем труднее выполнить демонтаж. При большой нагрузке нужны молоток и зубило, при слабой можно справиться и пинцетом. Требуется сместить шайбу и поймать момент хотя бы незначительного спадания усилия. Тогда нужно попытаться открутить фиксатор тонким уплощенным инструментом, вставив его в нужное место.

Шайбы

Шайба – крепёжное изделие, подкладываемое под другое крепёжное изделие для:

  • создания большей площади опорной поверхности,
  • уменьшения взаимного повреждения детали,
  • предотвращения самоотвинчивания крепёжной детали,
  • уплотнения соединения с прокладкой.

Когда мы говорим о шайбе, то чаще всего представляем себе диск с отверстием посередине. Такая шайба называется круглой плоской и описывается всего тремя размерами: номинальным или внутренним диаметром d, наружным диаметром D и толщиной s.

Номинальный диаметр – это диаметр болта, с которым данная шайба совместима; если болт имеет метрическую резьбу, например, 6 мм, то про шайбу даже говорят, что она имеет диаметр М6. Разницу между наружным и внутренним диаметром, деленную пополам, часто называют шириною шайбы. Отношение внутреннего и наружного диаметра (D/d) также используется при описании шайб. Основной круглой плоской шайбой принято считать шайбу с D/d = 2 +/- 0,3.

Наименование круглой плоской шайбы D/d s
Основная DIN 125 1,71 – 2,35 0,3 – 12
Узкая подкладная DIN 433 1,62 – 2,06 0,3 – 3
Для деревянных конструкций DIN 440 3,21 – 3, 27 2 – 10
Опорная подгоночная DIN 988 1,25 – 2 0,1 – 2
Для пальцев, нормальная DIN 1440 1,36 – 2 0,8 – 8
Для пальцев, грубое исполнение DIN 1441 1,26 – 1,81 0,8 – 14
Для высоконагруженных соединений DIN 6916 1,78 – 1,85 3 – 6
Для пружинных штифтов DIN 7349 2,19 – 2,81 1 – 10
Кузовная (WIDE) 3,75 – 5 1,2 – 1,4
Увеличенная DIN 9021 2,77 – 2,96 0,8 – 5

Как видно, диапазоны размеров шайб очень широки и зачастую перекрываются. Чтобы подобрать необходимую шайбу, удобно пользоваться простейшей таблицей с возможностью фильтрации. Однако и из этих похожих изделий можно выделить весьма специфичные группы.

  • Так шайбы для деревянных конструкций и для зажимов и пальцев отличаются своей толщиной.
  • Шайба для деревянных конструкций имеет исполнение (V) с квадратным отверстием.
  • Опорные подгоночные шайбы в узком диапазоне имеют 8 значений толщин для каждого отношения D/d, которое изменяется незначительно.
  • Кузовная шайба WIDE выделяется своей шириной.

Сфера применения и характеристики гроверов

Конструкционно «гровер» представляет собой упругое разрезное кольцо. При поджатии шайбы гайкой, создается натяжение, а острые кромки «гровера» врезаются в тело крепежа и поверхность скрепляемой детали, тем самым предотвращая самопроизвольное раскручивание соединения. За счет упругого разжатия, шайба способна стопорить саму себя и обеспечивать максимальную надежность крепления. Благодаря этому, данный вид крепежа находит широкое применение, позволяя создавать прочные, надежные соединения при этом, не повреждая соединяемые детали и материалы.

Данный вид шайб выполняет несколько важных функций:

  • уплотняет соединение;
  • равномерно распределяет нагрузку от крепежа по прижимной поверхности;
  • позволяет избежать перекосов при затягивании крепежа;
  • не дает крепежу проваливаться в установочное отверстие.

В соответствии с ГОСТ 6402-70 гроверные шайбы делятся на 4 класса по уровню сопротивления упругой деформации и размерам поперечного сечения:

Как правильно установить гровер?

Данный тип шайб предназначен для установки под головку гайки, но если в тело некоторых деталей врезан болт или резьбовая шпилька – допускается установка «гровера» под головку болта

При этом важно максимально плотно прижать шайбу головкой крепежа, иначе ее использование не будет иметь смысла

Группа компаний ПАРТНЕР осуществляет поставки по России качественного крепежа и метизов, как собственного производства, так и от ведущих зарубежных и отечественных заводов-изготовителей. В нашем каталоге вы найдете гроверы из пружинной оцинкованной и нержавеющей стали.

Мы предлагаем шайбы наиболее востребованных размеров: М4, М5, М6, М8, М10, М12, М16, М20, М24 и др. Детальные таблицы размеров, вес 1 шт и другие параметры гроверов вы найдете на странице товара в каталоге ГК ПАРТНЕР. У нас вы найдете шайбы, изготовленные по немецким стандартам DIN 7980, DIN 127, а также по национальному ГОСТ 6402-70.

Купить гроверы оптом от производителя ГК ПАРТНЕР вы можете, оформив заказ на сайте или по телефону. Представительства нашей компании находятся в Москве и Санкт-Петербурге, а также еще 47 городах России, что позволяет нам осуществлять доставку заказов в максимально сжатые сроки.

В машиностроительной области можно встретить довольно большое количество различных изделий, которые обладают свойствами пружины. Примером можно назвать пружинную шайбу, часто называемую гровером. Она применяется в качестве основного элемента самых различных конструкций, но в некоторых случаях применение подобного крепежного элемента недопустимо. Рассмотрим особенности подобного изделия подробнее.

Шайба Гровера, особенности и преимущества

28 Апреля 2017

Шайба Гровера, особенности и преимущества

Шайба Гровера или просто гровер, какие достоинства позволяют использовать ее в наше время? Ведь ее изобретение пришлось на пик производства машин, промышленного оборудования. При значительных вибрациях, болтовые соединения раскручивались. Вот здесь пригодились ее возможности. Нередко этот вид метизов называют пружиной, но на самом деле, теперешний вариант пружиной не является. Немного отогнутые, с загнутыми концами и зарезанными краями под углом 700. Но на момент своего первого использования — это был самый прогрессивный метиз.

Применение дает следующие преимущества:

  • при зажимании, отогнутые края поджимали витки резьбы;
  • дополнительно шип разреза не позволял раскручиваться соединению.

Промышленное производство немного упростило форму, но надежность резьбового соединения осталась, как и прежде.

Гровер – материалы и технология производства.

Для каждого материала крепежа изготавливается аналогичный гровер. Это — медные, алюминиевые, бронзовые и другие материалы. Для металлических крепежей применяются метизы из высокоуглеродистой закаленной стали, с нанесением защитной пленки при помощи процесса гальваники. Но при любом выборе материала, он должен быть прочнее, вгрызаться в тело болта при крепеже.

Для лучшей работы на некоторые виды метизов наносится специальная насечка, для невозможности самостоятельного раскручивания. Область применения — на ответственных объектах. Например, для сборки отдельных участков пути на железной дороге. Здесь используют кованные двухвитковые метизы.

В отличие от обычных, они не сводятся при обтяжке в плоскую пластину. В процессе затягивания, концы шайб впиваются в тело шляпок и даже при повышенных вибрациях, полотна рельс не раскручиваются.

Область применения пружинной шайбы Гровер.

Данный вид металлических прокладок используют повсеместно, где есть болтовое соединение. Устанавливают вместе с простой прокладкой под головку болта.

Изготавливают двумя способами. Первый — самый простой. На концах Гровера делается срез края под углом. Когда затягивают гайку, эти края сходятся вместе.

Второй способ производства более сложный, но надежный. Он выдерживает разнонаправленные сильные нагрузки. При нем, на краях делается еще больший загиб.

Для основной правой резьбы, делают накатку, для закручивания по часовой стрелке. На левой, применяют накатку против часовой стрелки. Метиз для этой резьбы должен соответствовать данному виду. В основном, левую резьбу устанавливают на вращающиеся детали механизмов. Это делается для предотвращения раскручивания резьбового соединения.

Это важно. При сборке деталей, установке Гровера следует использовать только предназначенные для этой резьбы метизы

Самым главным достоинством пружинных шайб является дешевизна при производстве. Но есть недостатки.

Некоторые минусы применения.

При проведении испытаний были выявлены следующие недостатки:

  1. После окончательной обтяжки, гровер становится обычной металлической прокладкой, с приданием поверхности шляпки болта небольшого дополнительного трения.
  2. Разведенные края не дают 100% гарантии от раскручивания соединения.
  3. Это одноразовый метиз.

Поэтому, в современном производстве, все чаще применяют новые, более надежные средства крепления.

Способы замены Гровера.

Вариантов замены этого метиза очень много:

  • самоконтрящаяся гайка с пластиковой или резиновой прокладкой. На одном конце этой, на сегодняшний день самой дорогой, но и самой лучшей гайки, запрессовано пластиковое кольцо, которое не дает ей раскручиваться даже при значительном уровне вибрации;
  • тарельчатая пружинящая шайба. Одна из разновидностей Гровера, но она более простая, недорогая при производстве;
  • гайка с короной — отличный вид крепления, но требует использования просверленного болта и штифта;
  • фланец с зубцами. Это гайка — по одной, большей по диаметру стороне, с нанесенными зубцами;
  • контрящиеся шайбы;
  • шайбы с усами. Один из усов загибаясь, препятствует раскручиванию гайки;
  • всевозможные химические средства закрепления;
  • болты с отверстиями в шляпках, для проволочного крепления узла.

Заканчивая, хочется напомнить, что одними из лучших средств закрепления резьбы, является сварка, кернение болта, краска. Но при разборе таких соединений следует применять болгарку, а не гаечный ключ.

Стопорная упорная быстросъемная шайба

В некоторых случаях нужно обеспечить быстрый демонтаж механизма. Для этого отдается предпочтение стопорной быстросъемной упорной шайбе. Она подходит для изделий цилиндрической формы, диаметр которых варьирует в пределе от 1 до 38 мм и более. При изготовлении могут применяться самые различные сплавы:

  1. Сталь пружинная, которая характеризуется повышенной упругостью.
  2. Нержавеющая сталь с повышенной концентрацией хрома.
  3. Бронза. Этот цветной металл также характеризуется высокой степенью устойчивости к влажности и воздействию некоторых химикатов.

При выборе уделяется внимание достаточно большому количеству различных параметров, большая часть которых указывается в технической документации. Основными можно назвать:

  1. Диаметр подходящего паза вала. Установка фиксирующего элемента зачастую проводится в специальные пазы, которые протачиваются в валу.
  2. Наружный диаметр изделия. Он также указывается в применяемой технической документации.
  3. Наружный диаметр вала. Этот параметр считается наиболее важным. При этом диаметр резьбовой поверхности может существенно отличаться.
  4. Толщина шайбы. В зависимости от этого параметра зависит прочность и надежность получаемого соединения, так как осевое смещение может стать причиной деформации.
  5. Ширина паза.
  6. Минимальный выступ.

Изготовление упорной быстросъемной шайбы проводится при учете стандартов, которые указываются в ГОСТ или DIN. Все требуемые параметры можно встретить в таблицах, по которым проводится выбор подходящего варианта исполнения.

Монтаж и демонтаж стопорных шайб

Для того чтобы установить стопорную шайбу, ее размещают между головкой резьбового крепежного элемента (болта, винта и т. п.) и той поверхностью, в которую он ввинчивается.

При затяжке соединения она сжимается, чему препятствует ее упругость.

В итоге создается сила трения, препятствующая самораскручиванию соединения.

Поскольку прочность соединения с использованием стопорных шайб достаточно высока, то их демонтаж является более сложной задачей, чем установка.

Следует заметить, что в некоторых случаях для этого приходится использовать такие инструменты, как молоток и зубило.

Основная же задача состоит в том, чтобы немного сдвинуть этот крепежный элемент с места, в результате чего соединение ослабится, и резьбовой элемент можно будет просто выкрутить.

Еще один способ состоит в использовании съемников, предназначенных специально для «устранения» из соединений стопорных шайб и колец.

Следует, однако, иметь в виду, что их применение практически всегда ведет к повреждению этих деталей.

Шайба стопорная клиновая INFIX

Эффективное решение проблемы самопроизвольного откручивания – клиновые шайбы INFIX, которые гарантируют надёжность резьбового соединения в условиях вибрации и динамических колебаний.

Система клиновых шайб INFIX состоит из двух одинаковых шайб, каждая из которых имеет на одной стороне клиновые выступы, а на другой – радиальную зубчатую насечку. При сборке болтового соединения шайбы устанавливаются клиновыми сторонами друг к другу. Угол клина α больше угла подъёма резьбы β.

В процессе затяжки клиновые выступы становятся в упор и шайбы не могут повернуться по клиновым поверхностям в направлении затягивания. Радиальные зубцы вдавливаются в сопрягаемые поверхности, и между ними образуется жёсткая связь. При отвинчивании, в том числе и самопроизвольном, клиновые поверхности шайб создают дополнительное осевое усилие, увеличивающее необходимый для откручивания крутящий момент.

Преимущества:

  • не требует предварительной подготовки и очистки деталей
  • возможно многократное использование без потери качества
  • легкий монтаж-демонтаж
  • сертифицированная система закрепления
  • предназначены для систем, работающих в условиях вибрации и динамических нагрузок

Подробнее об этих шайбах вы можете прочитать в статье на нашем сайте или посмотреть обзорный ролик на канале ЦКИ в YouTube.