Применение шайб: почему качество крепежа улучшается при их использовании?

Шайбы представляют собой метизные изделия с внутренним отверстием, используемые в качестве подкладки под головку винта, болта либо гайки.

Шайба может выполнять сразу несколько полезных функций:

• исключать ослабление соединения под воздействием рабочих нагрузок, вибрации и иных негативных внешних факторов;
• увеличить площадь опорной поверхности, тем самым повышая и максимальное усилие при затяжке без риска повреждения элементов закрепляемых деталей;
• исключить проваливание гайки, болта в отверстие.

Поэтому шайбы нашли широкое применение в создании всевозможных крепежных соединений, но при этом отличаются по множеству критериев (диаметр, ширина полей, состав материала, форма и т. д.).

Шайба обязательно устанавливается на особо ответственных участках, где ослабление крепежа недопустимо и может привести к большим последствиям.

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.

Основные требования к шайбам

Конечно же, шайба выступает стандартизированным изделием и должна соответствовать определённым установленным требованиям, главное из которых — это отсутствие каких-либо видимых дефектов (сколов, острых кромок, ржавчины и т. д.).

По уровню точности изготовления подобные изделия бывают:

• класса А (не меньше 140HV), то есть повышенной точности;
• класса C (не меньше 100HV).

Шайбы производятся из самых разнообразных материалов. Чаще всего это металлические изделия, при этом каждой шайбе присваивается свой класс прочности с учетом конкретного типа исполнения.

Для производства изделий повышенной крепости (например, шайб класса 4,8 и 5,8) используется сталь 10 или 20. Для продукции большой прочности используется закаленная сталь.

Для соединения разных элементов в условиях агрессивных сред применяются исключительно коррозионно-стойкие сорта стали или цветные сплавы (на основе меди, латуни, алюминия, бронзы).

В основном шайбы производятся методом холодной штамповки, что позволяет создавать детали разнообразных размеров. Помимо этого, такой метод изготовления предоставляет возможность проводить множество дополнительных процедур, включая термообработку, шлифовку, нанесение защитного покрытия для достижения необходимых эксплуатационных характеристик готовой продукции.

В качестве защитного слоя используются следующие разновидности покрытия:

1. Гальваническое, которое позволяет повысить стойкость изделий к коррозионному разрушению. Тонкий слой цинка принимает на себя все агрессивные воздействия и защищает металл от предварительного разрушения.
2. Кадмированное покрытие, оно чаще всего применяется для защиты медных шайб от негативного воздействия агрессивных внешних факторов.
3. Многослойное покрытие, которое чаще всего применяется в сочетании медь-никель-хром. Такой защитный слой поможет повысить устойчивость шайб к износу и воздействию химвеществ (кислот и щелочей).

Изготовление шайб ГОСТ осуществляется с учетом установленных стандартов. Если необходимы какие-либо отклонения от общепринятых норм, тогда в этом случае используется дополнительная токарная обработка.

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. Гроверы хорошо работают при изменяющихся продольных нагрузках на соединение, но не защищают от самораскручивания при поперечных.

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.

Для чего нужна шайба в крепежных соединениях?

Установку шайбы при создании крепежа можно опустить. Однако в таком случае существуют риски эксплуатации всей конструкции. Шайба увеличивает предельно допустимые нагрузки на конструкции. Даже при постоянном воздействии вибрации, ударов, тряски, шайба фиксирует положение детали и предотвращает раскручивание. Диапазон применения шайб достаточно большой – от элементов мебели с незначительными нагрузками до крыльев самолетов, где надежность крепежа ставится превыше всего.

При использовании шайб вы сможете увеличить эксплуатационный срок изделия, замедлить износ, снизить риски повреждений и другие деформации. Исходя из этого, нужно понимать важность использования шайб.

Шайба стопорная с зубом

Более современный крепеж для предотвращения самоотвинчивания 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.

Шайбу под болт или под гайку?

Вопрос, который возникает наиболее часто при сборке крепежных соединений — шайба ставится под гайку или под головку болта? Иногда монтажники, не разбираясь в тонкостях крепежа, ставят по одной шайбе и под болт, и под гайку. Прежде всего, нужно разобраться, зачем под гайку подкладывают шайбу. Это делается, чтобы увеличить площадь опоры и снизить давление на гайку, что препятствует самопроизвольному выкручиванию. Согласно нормативам СП, есть особенности монтажа крепежных соединений с контролируемым натяжением и без него:

• Без контролируемого натяжения согласно ГОСТ 11371-78 под гайку ставят не более двух шайб круглого типа. Третью шайбу допустимо установить под головку болта. Если в чертеже резьбового соединения не указано использование пружинных шайб или иного метода противодействия самоотвинчиванию элементов крепежа, шайбы устанавливаются стандартные плоские.
• С контролируемым натяжением шайбы ставятся под гайку и болт в обязательном порядке. При этом необходимо проверить точное соответствие параметров крепежного соединения чертежам и зафиксировать результат работ в соответствующий журнал отчетной документации.

Еще один распространенный вопрос — нужна ли шайба под самоконтрящуюся гайку? В некоторых сферах из-за особенностей условий эксплуатации механизмов невозможно применять контргайки и гроверные шайбы. В таких случаях используют самоконтрящиеся гайки, под которые действительно не требуется подкладывать шайбу.

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 Обновлено: 03.12.2020 16:42:45

Виды шайб[править | править код]

• Шайба плоская нормальная ГОСТ 11371 / DIN 125
• Шайба плоская увеличенная ГОСТ 6958 / DIN 9021
• Шайба плоская уменьшенная ГОСТ 10450 / DIN 433
• Шайба пружинная (гровер) ГОСТ 6402 / DIN 127
• Шайба стопорная с лапками ГОСТ 13463 / DIN 463
• Шайба упорная быстросъемная ГОСТ 11648 / DIN 6799
• Шайба зубчатая ГОСТ 10463 / DIN 6798 (форма A, J, V)
• Шайба косая ГОСТ 10906 / DIN 434
• Шайба многолапчатая ГОСТ 11872 / DIN 5406
• Шайба тарельчатая DIN 6796
• Шайба круглая
• Шайба коническая

Литература[править | править код]

• Шайба // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др.
  Справочное руководство по черчению. — М.: Машиностроение, 1989. — С. 864. — ISBN 5-217-00403-7.

• Под ред. Ишлинский А. Ю.
  Новый политехнический словарь. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. — С. 671. — ISBN 5-7107-7316-6.

• ГОСТ 27017-86 Изделия крепёжные. Термины и определения.

Тонкости монтажных работ

Сборка крепежных соединений производится в соответствии с требованиями общепринятых стандартов. Порядок действий перед затягиванием крепежа:

Если в одной плоскости присутствует несколько крепежных соединений, натяжение каждого крепежа выполняют через болт. Последнее натяжение выполняют с применением динамометрического ключа, который обеспечивает точный контроль рабочего усилия.

В некоторых случаях для фиксации резьбы применяют специализированный клеевой состав. Клей не способен удержать вместе крепежные детали, но зато он предотвращает развинчивание резьбы в случае постоянной вибрации и при переменных нагрузках. Чтобы эффект защиты от саморазвинчивания сработал, клеевой состав должен затвердеть — после застывания в месте соединения образуется твердый полимер.

Чем отличается болт от винта: сравнение, фото

Винт и болт внешне очень похожи друг на друга, и многие их могут спутать. Но они используются в абсолютно разных отраслях. Дело в том, что имеется особенность в конструкции, из-за этого в основном болт используется для того, чтобы скреплять детали с использованием гайки. То есть с одной стороны будет болт, посредине будет какая-то деталь. С другой стороны будет гайка, которая все это будет скреплять.

Винт отличается от болта тем, что не используется вместе с гайкой, а чаще всего применяется отдельно. То есть в самой детали есть резьба, в которую вкручивается винт. Таким образом осуществляется соединение, то есть дополнительные гайки под винт не используются.

Что такое шайба и для чего она нужна

Прокладки повышают прочность резьбового стыкования, поэтому стали обязательными элементами крепления при сборке механизмов. По статистике шайбы используют в 30% случаев крепежа.

Действие элементов в соединении:

Производится множество моделей. Помимо привычных, которые описаны в нормативах ГОСТ, пользователи заказывают индивидуальные изделия под нестандартные способы крепления.

Десятки видов производят по стандарту, их выбор зависит от факторов:

В промышленности детали нашли применение в отраслях:

Недорогие изделия производят способом холодной штамповки, вырубки. Используют метод пластичного холодного формирования, высадки из прута, навивки (гроверы).

Где используют

Шайбы нужно для надежного сочленения листов мягких материалов (панели, фанера, гипсокартон, дерево). При этом их желательно монтировать с двух сторон метизов. Бытовым применением их функции не ограничиваются. При высоких требованиях к соединениям шайбы используют в промышленных отраслях:
Список того, зачем нужны шайбы, этим не ограничивается. Практически в любой строительной и производственной задаче можно найти им применение. Иногда для этого приходится создавать метизы по чертежу, а не закупать готовые. Под заказ возможно изготовление любой партии — шайбы.

Чем отличается шуруп от болта и винта: сравнение, фото

Шуруп отличается от винта и болта тем, что имеет более редкую резьбу и заостренный кончик. Используется без гайки и шайбы. Чаще всего его поверхность является самонарезающейся, то есть при прикладывании определенного усилия, саморез можно ввинтить в деревянную поверхность, без нарезания предварительной резьбы. Винты и болты не используются для этих целей, потому как нет у них заостренного кончика и они не обладают самонарезающейся характеристикой.