Применение шайб: почему качество крепежа улучшается при их использовании?

Вы находитесь здесь: Применение шайб: почему качество крепежа улучшается при их использовании?

Шайбой называется изделие, применение которого способно значительно улучшить качество крепежного соединения. При изготовлении этих приспособлений используется большое количество материалов, а также производители предлагают широкий выбор внешнего вида шайб.

Почему важно использовать шайбы

Игнорируя установку такой подкладки, вы рискуете уменьшить срок службы всей конструкции. Шайбы используются для того, чтобы крепеж не раскрутился при нагрузках. При правильном подборе размера и затягивании они существенно улучшат контакт поверхностей. Если крепеж постоянно подвергается тряске, колебаниям и ударам, то шайбы не дадут болтам расшататься и раскрутиться. Подобные решения можно встретить в крыльях самолетов, деталях фрезеровочных станков.

Читайте также: Как определить характер по мочке уха

Перекос гайки опасен не только возможным разрывом контакта между деталями, но и повреждениями основной поверхности. В этом случае прокладки защищают лакокрасочный слой на конструкциях от царапин и вмятин, а само отверстие — от влаги. Без них ускоряется износ, увеличивается риск необратимых повреждений. Это главный ответ на вопрос, для чего нужна шайба в болтовом соединении.

Сферы применения

Шайбы востребованы в самых разных сферах деятельности. Их применяют при сборке мебельных конструкций, соединении строительных элементов, монтаже трубопроводов и линейных коммуникаций. Эластичные силиконовые варианты востребованы в быту. В промышленном производстве основными направлениями использования шайб можно назвать машиностроение, судостроение, станкостроение.

В зависимости от формы и исполнения определяется назначение шайбы. Например, косые необходимы для компенсации разницы углов деталей или плоскостей, ими крепят двутавровые балки. Контактные улучшают сцепление крепежных элементов с поверхностью. Стопорные необходимы для предотвращения отвинчивания деталей, они нужны в конструкциях неразъемного типа. Для компенсации динамических нагрузок и вибрации в машинах, механизмах используются пружинные шайбы.

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.

Тонкости монтажных работ

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

• Промывка крепежа в специальном растворе для расконсервации и удаления смазки.
• Проверка параметров резьбы и геометрию изделий.
• Нанесение специальной смазки на каждую деталь будущего крепежного соединения. В соответствии с требованиями чертежа подготавливают поверхности соединяемых конструкций (оксидируют, применяют химическую или струйную очистку при необходимости).
• Совмещение отверстий и каналов крепежа, проверка точности и затяжка с использованием соответствующих инструментов.

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.

Кольца

Родственными по отношению к стопорным шайбам являются стопорные кольца. Родство настолько близкое, что не всегда понятно, почему одни из них – шайбы, а другие – кольца. Кольца также применяются для стопорения на валах или отверстиях. Иногда их называют кольца Зегера. Среди нескольких конструкций стопорных колец в ассортименте ЦКИ представлены только эксцентрические кольца в нормальном исполнении.

Кольцо стопорное для вала эксцентрическое наружное DIN 471.

Кольцо стопорное для отверстия эксцентрическое внутреннее DIN 472.

Кольцо уплотнительное DIN 7603 A предназначено для резьбовых пробок. Для качественного уплотнения кольца должны быть мягкие, поэтому их изготавливают из чистых отожжённых металлов – меди или алюминия. В ассортименте ЦКИ имеются только медные кольца. При большом разнообразии диаметров они имеют только четыре толщины.

Читайте также: Зачем нужна риторика (стр. 1 из 2)

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.

Материалы

Для производства шайб могут быть использованы различные материалы. Наиболее востребованными являются:

• углеродистая сталь;
• легированная сталь;
• нержавеющая сталь;
• латунь;
• медь;
• пластик;
• дерево;
• картон;
• резина.

Стальная шайба с покрытием, а также оцинкованные разновидности являются наиболее востребованными деталями, так как имеют хорошую прочность и устойчивость к различным воздействиям. Пластиковые варианты считаются неплохой альтернативой, так как в процессе производства нет необходимости в дополнительной обработке.

Благодаря использованию разных материалов можно подобрать детали для различных сфер и добиться наилучшего результата.

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:

• станкостроение;
• авиастроение;
• машиностроение;
• изготовление приборов;
• ремонт жилых и коммерческих помещений;
• строительство домов и временных сооружений;
• возведение металлоконструкций и т.д.

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.

Читайте также: Корвалол инструкция по применению

Особенности производства

Для получения плоских шайб можно использовать прутковый или листовой материал, который оттачивается нужными инструментами. В процессе создания изделия могут проходить термическую обработку, что в итоге дает более крепкие и надежные детали. Лучшим вариантом считаются материалы, на которые был нанесен защитный слой – срок их службы значительно дольше. Одним из важных моментов является процедура оцинковки, которая может быть осуществлена двумя методами.

Гальваническим – на шайбы наносится тонкий слой цинка благодаря воздействию химического вещества, что дает возможность получить гладкое изделие с равномерно нанесенным покрытием.

Если речь идет об алюминиевых шайбах, то их обрабатывают при помощи желтого хроматирования, что не дает металлу портиться под воздействием коррозии. Для получения наилучшего результата заготовки шайб моют, затем протравливают, еще раз моют и наносят хром, после чего еще раз промывают.

Формы и разновидности шайб

Чаще всего на рынке можно встретить следующие типы изделий:

• Плоские — подходят для усиления обычных узлов.
• Квадратные и увеличенные — модификации плоских, применяются в зависимости от состояния поверхности.
• Пружинные (шайбы Гровера) — амортизируют поверхности при ударной и вибрационной нагрузке, предотвращают повреждения.
• Стопорные зубчатые — не дают резьбе раскрутиться благодаря сжатию зубцов.
• С резьбой изнутри — помогают в регулировке узла.
• Шайбы с лапкой — схожи с стопорно зубчатыми, лапка играет роль стопора при затягивании.
• Рифленые — шероховатые, имеют насечки для лучшего сцепления.
• Косые — не только уплотняют, но и скрадывают неровности, разницу углов соединения.

• Виды шайб

• Болт, шайба и гайка

• Шайбы: пружинные, плоские, с лепестками

• Шайба с лапками

Классификация шайб

Шайбы делятся на различные типы по самым разным признакам: материалу изготовления, классам прочности и точности, типоразмерам отверстий и высоте, уровню гладкости соприкасающихся поверхностей. Общепринятая классификация шайб с учетом внешней формы выглядит так:

• Плоские — бывают круглыми, овальными, прямоугольными и квадратными, иногда имеют одностороннюю фаску.
• Пружинные (гровер) — соответствуют ГОСТ 6402, используются для предупреждения саморазвинчивания болтовых соединений.
• Двухвитковые пружинные — применяются при укладке железнодорожных путей.
• Шайбы с увеличенным размером (внутренний диаметр в 3 и более раз меньше наружного) — применяются при монтаже деревянных и сантехнических изделий.
• Шайбы для кровельных работ — имеют уплотнительные резиновые кольца для герметичности соединения.
• Шайбы с лапками — стопорные изделия для гаек с подложкой, применяются если есть вибрации.

Тип шайбы для конкретного соединения определяется с учетом большого количества факторов. Разнообразие шайб огромно, можно подобрать идеальную деталь для любого крепежа.

Обзор видов

Для крепления поликарбоната и кровельных конструкций, для проволочного лотка и фиксации в болтовом соединении и в комплекте с винтами используются шайбы, позволяющие надежно изолировать или прочнее зафиксировать детали. Существуют узкоспециализированные разновидности таких изделий — для дверных петель, электротехники, маслостойкие для машин и механизмов.

Чаще всего для болта с резьбой изготавливают шайбы из нержавеющей стали, оцинкованные, из цветных сплавов. Бывают они и неметаллическими, из силикона, текстолита. Все виды шайб можно поделить на группы, согласно их форме, размеру и другим характеристикам. Некоторые из них стоит рассмотреть более подробно.

Изолирующая. Эта категория изделий должна иметь диэлектрические свойства, поскольку применяется в качестве прокладки между материалами с высокой проводящей способностью. Чаще всего используется текстолитовая шайба, обладающая достаточно длительным сроком службы.

Плоские

Самый распространенный вид шайб. Изделия могут иметь округлую или квадратную форму, чаще всего изготавливаются из металла, но могут быть фторопластовыми, а также из других типов пластика. Размерный ряд плоских шайб самый широкий, они могут быть усиленными, уменьшенными или увеличенными.

Квадратные варианты чаще всего используются при сборке конструкций из древесины с аналогичным сечением. Усиленные плоские шайбы имеют большую толщину. Это необходимое условие для уменьшения деформационного воздействия на плоскость детали.

Уменьшенные

Относятся к категории плоских шайб. Отличаются площадью контактной поверхности. Она меньше, чем у стандартных вариантов.

Увеличенные

Большие квадратные или округлые плоские шайбы этого типа применяются при сборочных работах. Увеличенная площадь контактной поверхности позволяет обеспечивать более близкое прилегание элементов.

Пружинные

Также эта шайба может именоваться разрезной или гровером. Обычно имеет вид пружины в 1 виток, в которой есть зазор, направленный против хода вращения. При установке пружинных шайб удается получить резьбовое соединение, обеспечивающее максимальную плотность прилегания без риска развинчивания. Фиксация происходит при помощи особой кромки на изделии. Она врезается в плоскость опоры, заклиниваясь в ней.

Двухвитковая пружинная шайба применяется при монтаже железнодорожных путей. Одновитковая имеет более широкое назначение. Для ее изготовления выбирают не прутки или металл в листах, а проволоку только определенных сортов стали. Волнистые пружинные шайбы изготавливаются из стали с покрытием из цинка или оксидированием.

Прямоугольные

Этот вид плоских металлоизделий аналогичен квадратным и округлым, но имеет иное сечение. Основная сфера применения — монтаж конструкций из массива древесины.

Гроверы

Под этим наименованием скрываются все те же пружинные шайбы, изготавливаемые согласно ГОСТу 6402. Концы такого фиксирующего метиза расположены в разных плоскостях.

Стопорные

Контровочная шайба предназначается для застопоривания резьбового соединения. Такие изделия имеют зубчатую внутреннюю или наружную поверхность. В процессе затягивания крепления самоконтрящаяся часть деформируется, выступая в роли клиновых фиксаторов. Стопорная шайба, оснащенная лапкой или носком, позволяет предотвратить раскручивание болта. Ее выступающий элемент в ходе монтажа отгибается в сторону граней гайки.

К стопорным относятся и корончатые шайбы, имеющие многолапчатую конструкцию. Их изготавливают из стали и более мягких металлов. Так называемая «звездочка» тоже является стопорной шайбой, имеет наружные зубцы. Замковые разновидности применяются для предотвращения осевого смещения.

Антивибрационные

Особая категория шайб — виброкомпенсирующая. Она предназначена для установки в металлических каркасах, в местах их контакта с основанием, для предотвращения передачи структурного шума в точках крепления. Изготавливают такие изделия из синтетических эластомеров, чаще всего каучуковых.

Что нужно учитывать при выборе

Качественное крепление зависит от тщательного подбора параметров продукции. Лучше всего работают соединения, в которых болт, гайка и шайба выполнены из одного материала, например, металлическими.

Алюминиевые, пластмассовые элементы или модели из цветного металла покажут высокую стойкость к коррозии. Если не учитывать химические свойства материалов, они при взаимодействии будут окислять и разрушать друг друга.

При выборе обращают внимание на факторы:

• внутренний диаметр шайбы должен точно совпадать с наружным значением болта под ключ:
• тип покрытия выбирают в соответствии с пояснениями проектной документации и чертежей (защитно-декоративное, повышенной износостойкости, защитное), должен быть сертификат соответствия ГОСТу;
• на поверхности не допускаются сколы, смятия, неравномерная толщина по кольцу, расслоения, коробления металла.

Элементы, применяемые в бытовых механизмах, должны относиться к группе экологически чистых материалов.

Основные требования

Шайбы являются стандартизированными изделиями, которые должны соответствовать определенным требованиям. Среди них — отсутствие видимых дефектов. На поверхностях изделий не допускается наличие заусенцев и острых кромок, трещин и надрывов, следы ржавчины тоже считаются недопустимыми. По классу точности изделия могут относиться к классу A или C, иметь плоскую круглую, косую квадратную или зубчатую форму.

Изготовление может осуществляться с покрытиями или без них. На индивидуальной основе осуществляется термическая обработка продукции на производстве. Для стальных шайб класса точности A установлены показатели твердости на уровне 140HV, для C — не менее 100HV.