Шайбы и кольца – общий обзор и особенности применения
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.
Шайбы для стопорения крепежных деталей с резьбой
Большая группа стопорных шайб ориентирована на стопорение крепежных деталей с резьбой. Наиболее распространённым и популярным вариантом является пружинная разрезная шайба DIN 127 B или шайба Гровера. Несмотря на то, что стандарт DIN 127 отменён как морально устаревший, до сих пор эта шайба является одной из самых используемых стопорящих шайб. Однако вместо неё всё чаще применяются различные типы стопорных шайб.
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.
- 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.
Стопорные шайбы с лапками
Шайбы стопорные с лапками DIN 93 и DIN 463 предназначены для стопорения болтов и гаек, преимущественно на углах и гранях.
Шайбы многолапчатые DIN 5406 и DIN 70952 используются в комплекте с круглыми гайками для стопорения подшипников качения. Отличаются между собой расположением зубьев и ориентацией фиксирующей лапки.
Стопорная упорная быстросъёмная шайба
Шайба стопорная упорная быстросъемная DIN 6799 предназначена для быстрого монтажа (или демонтажа) в канавке на валу.
Стопорная шайба Star-Lock
Шайба стопорная Star-Lock предназначена для быстрого монтажа (или демонтажа) на валу. Бывает в двух исполнениях: А – открытая; В – с колпачком. Также существуют варианты для квадратных валов, различных внешних диаметров.
Подробнее можно ознакомиться в обзорном ролике.
Шайбы сложных форм
Шайбы более сложных форм имеют специфическое применение.
Контактная рифлёная шайба
Контактная рифлёная шайба имеет на рабочей поверхности острые выступы, предназначенные для процарапывания покрытия или продуктов коррозии и тем самым обеспечивающие надёжный контакт соединения.
Стопорные шайбы с зубцами и насечками
Также существуют несколько вариантов упругих стопорных шайб с зубцами и различными типами насечек. Изготавливают их чаще из пружинной стали и наносят цинк-ламельное покрытие. Разные производители называют их по-разному: SCHNORR, Sperrkant или просто по номеру артикула, – но принцип работы и габариты у них схожи. В основном различают по наружному диаметру – узкие, средние и широкие.
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 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.
Шайбы – для чего они нужны?
Ша́йбы — это крепёжные изделия, которые позволяют увеличить площадь опорной поверхности при использовании в качестве «подкладки» с другими метизами. Шайба может подкладываться под гайку или головку другого крепежного изделия (болта, винта, шурупа, самореза) для предотвращения самоотвинчивания крепёжной детали. Также увеличение площади прижима позволяет применить большее усилие затяжки, предохраняет поверхность скрепляемых деталей (конструкций) от повреждений.
Плоская шайба DIN 125
Применяется в случае недостаточности площади контакта прилегающей поверхности головки болта (или гайки) с поверхностью детали, либо при опасности повреждения материала детали. Также используется для избежания провала головки метиза, что может привести к шаткости («разболтанности конструкции»). В остальных случаях применение плоских шайб считается нецелесообразным.
Пружинная шайба (шайба Гровера, гровер) DIN 127
Разрезная круглая шайба, концы которой расположены в разных плоскостях. Служит для предотвращения cамоотвинчивания резьбовых соединений за счет упругой деформации шайбы под нагрузкой.
Согласно ГОСТ 6402 шайбы могут изготавливаться четырёх типов (лёгкие, нормальные, тяжёлые, особо тяжёлые). Отличие типов состоит в размерах поперечного сечения шайбы и величине силы, необходимой для её упругой деформации. Шайбы могут изготавливаться из пружинной стали марок 65Г, 70, 30Х13. Твердость стальных шайб должна быть 40—48 HRC.
Обиходные названия шайбы — «шайба Гровера», «гровер», происходят от фамилии Джона Гровера — английского инженера, который изобрел этот тип шайб.
Шайба увеличенная (простая усиленная) DIN 9021
Плоская уплотнительная шайба увеличенной толщины с наружным диаметром, приблизительно равным трем внутренним ее диаметрам. Крепежные детали используют для подкладывания под головки болтов, винтов, шурупов с шестигранными головками или под гайки для уменьшения давления на контактную поверхность прикрепляемого материала и предотвращения его деформации или повреждения.
Шайбы DIN 9021 вместе с шурупами DIN 571 применяют при установке керамической сантехники и монтаже деревянных конструкций. Болтами или винтами вместе с увеличенными шайбами закрепляют тонкие листовые материалы и листы с диаметрами отверстий, превышающими требуемые по стандарту размеры. При завинчивании гаек, при необходимости, между ними и увеличенными шайбами подкладывают гроверы.
Шайба с резиновым кольцом
Шайба кровельная с EPDM-прокладкой предназначена для комплектации кровельных саморезов со сверлом или с острым концом, используемых для крепления профильного листового металла или металлочерепицы к деревянным или металлическим конструкциям. Прокладка EPDM из этилен-пропилен-диен-мономера (вид синтетического каучука) сохраняет свои рабочие характеристики в диапазоне температур от -550 С до +1500 С и обеспечивает безукоризненную герметичность просверленных отверстий. Плотное прилегание прокладки к стержню самореза обеспечивается наличием цилиндрической проточки под его головкой с меньшим по отношению к номинальному размеру резьбы крепежной детали диаметром.
Приобрести шайбы Вы сможете в интернет-магазине «РДС строй».
С уважением,
Команда интернет-маркетинга холдинга «РДС строй»
#Стройматериалы для профессионалов
Разновидности шайб и особенности применения
Шайба – это популярный вид крепежа, который выступает уплотнителем при соединении. Она предназначена для фиксирования болтов, саморезов, гаек, шпилек или других крепежных деталей. Она играет роль фиксатора, предотвращая деформирование поверхности, ее смещение.
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.
Разновидности шайб в соединениях
Любые типы резьбовых крепежей (болты, гайки, шпильки) более надежны в паре с шайбами. Качественные шайбы защищают поверхность от повреждений во время монтажа. Они распределяют давление и предотвращают коррозию крепления, его смещение.
Плоская шайба
Преимущественно используется в мебельном производстве, при ремонтах. Их основная задача – распределение нагрузки на крепеж, уменьшение трения в процессе затяжки. Плоские шайбы также призваны обеспечить электрическую изоляцию.
Стопорная шайба
Популярна в следующих сферах: автомобильная, аэрокосмическая и бытовое производство. Стопорные шайбы применяются для крепежных соединений, которые имеют тенденцию вращаться или терять трение из-за вибрации или раскручивания. Стопорные шайбы достаточно популярны в таких транспортных отраслях, как автомобилестроение и авиакосмическая промышленность. Применяются и бытовой технике, например, стиральных машинах.
Плечевая шайба
Активно применяется при изготовлении электронного оборудования. Используется в качестве втулки для изоляции крепежных элементов или валов внутри электронного оборудования. Именно поэтому плечевые шайбы изготавливаются из непроводящих материалов, таких как нейлон. Их не рекомендуют применять в среде с повышенной влажностью.
Утопленная шайба
Актуальны в мебельном производстве и в морской индустрии. Эти шайбы не только функциональны, но и эстетичны. Они позволяют устанавливать винты с потайной головкой с плоской или овальной головкой на одном уровне с поверхностью детали. В быту они встречаются в шкафах и другой корпусной мебели.
Пружинная шайба
Востребована в аэрокосмической и автомобильной отраслях. Шайбы обеспечивают осевую нагрузку на крепеж в случае вибрации или теплового расширения, чтобы ограничить движение. Пружинные шайбы являются металлическими и часто заменяют другие виды шайб. Они идеально подходят для соединений, которые требуют определенной гибкости. В аэрокосмической промышленности часто используются пружинные шайбы с болтами в приводах на самолетах.
Из чего изготавливают шайбу?
Распространенными материалами для производства шайб считаются: медь, сталь, титан, латунь. Чаще всего выбор материала зависит от условий окружающей среде, где будут использовать крепежные элементы. Из-за рисков коррозии шайбы обрабатывают цинковым покрытием. Существуют разновидности шайб из резины или пластмассы. Они предназначены для снижения давления на болты.
Диаметр шайбы определяется по размеру завинчивающейся детали. Качество, состав и выдерживаемые нагрузки шайб регламентируются ГОСТом или другими нормативными документами. Допускается наличие микроскопических дефектов, которые не влияют на функциональность и свойства деталей.
Зачем под гайку подкладывают шайбу
Нередко монтажники, строители и все, кто сталкивается по роду занятий с крепежными соединениями, интересуются, зачем и для чего нужна шайба под гайку. Первостепенная задача, которую выполняет шайба в соединении — уплотнение соединения деталей.
За счет промежуточного элемента между поверхностью, к которой прикручивается крепеж, и болтом (шурупом, шпилькой, саморезом), исключается возможность деформации крепежных изделий. Если бы шайбы не было, из-за излишнего усилия при затягивании крепеж может зайти глубже положенного, что приведет к вдавливанию шляпки болта в поверхность.
Шайбы используют везде, где присутствуют крепежные соединения. Отказ от использования этих небольших, но важных деталей может завершиться поломкой или выходом из строя механизма в самый неподходящий момент. Металлическая прокладка продлевает жизнь крепежа и в целом хорошо влияет на функциональность и надежность соединения. Промежуточная деталь берет на себя часть нагрузки от сложных условий эксплуатации, и не дает раскручиваться резьбовым соединениям. При выборе шайб нужно руководствоваться техническими условиями чертежей крепежной сборки.
Шайба — особенности крепежной детали
Шайба представляет собой крепежный элемент со сквозным отверстием, который в соединении располагается под головкой болта. Предназначение изделия — предотвратить самоотвинчивание болта, а также увеличить площадь опорной поверхности в крепежном соединении. Размеры детали должны соответствовать диаметральным размерам болта. Наиболее востребованы плоские шайбы стандартных типоразмеров, менее востребованы изделия с увеличенной высотой и со специфической геометрией.
Основной материал для производства шайб это листовая углеродистая сталь. Острые грани шайбы должны быть сбиты в процессе производства, это один из признаков качественного изделия. Нестандартные шайбы можно изготавливать с помощью верстака и слесарных инструментов, однако такой метод отличается высокими трудозатратами. Стандартные детали выпускают на прессовых машинах. Одна из технологий, которая обеспечивает достойное качество крепежа при массовом выпуске — объемная холодная штамповка. Преимущество метода состоит в том, что на одном станке можно изготовить изделия разных типоразмеров.
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.
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.
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.