Шайба пружинная что это такое
Для чего нужна гроверная шайба
Гроверные шайбы используют в строительной и машиностроительной промышленности. Элементы предохраняют гайки различных видов от свинчивания с резьбового стержня. Пружинная шайба гровер представляет собой металлическую прокладку особой формы под гайку или головку болта. Сила прижима зависит от диаметра кольца и высоты.
Описание крепежного материала
Металлическую прокладку ставят, чтобы гайка или болт не раскручивались при работе стыка в условиях вибрации. Иногда для усиления прижимной способности используют сразу два стальных кольца. По виду прокладка напоминает виток пружины.
Действие пружинной шайбы:
Фактической высотой детали считают размер в наивысшей точке. Технологическое стопорение обеспечивается благодаря пружинной детали. Упругий элемент поддерживает натяжение в системе крепления.
Результаты исследований предельной динамической нагрузкой показывают:
Деталь производят в двух видах: форма А и В. Первая модель отличается острыми концами, отогнутыми наружу. Вариант В производят с гладкой плоскостью сечения (притупленные кромки). Гроверы имеют диаметры: М6, М8, М10, М12, М16, М20, М24, М27, М30, М36, М42, М48, М52.
Конструкция и принцип работы
Изготавливается шайба гроверная в соответствии с нормативами ГОСТ 64.02 – 1970.
Механизм действия обусловлен эффектом пружины и своеобразной формой:
Если в соединении участвует левосторонняя нарезка витков, гроверы становятся неэффективными. Результативность снижается и в случае твердых поверхностей деталей.
Материалы изготовления
Гроверные шайбы изготавливают из определенных видов металла, способных обеспечить требуемые технические характеристики изделия. Шайбы производят с покрытием или без него, условия защиты поверхности приведены в нормативно-технических документах на выпуск продукции.
Материал для производства:
Легированные сплавы включают железо, углерод в разных количествах, помимо этого вводят кремний, никель, хром, другие компоненты. Изделия из такого металла становятся прочными, повышается термостойкость, сопротивление химическому воздействию.
Сфера применения
Шайба Гровера используется, если нужно обезопасить резьбовое соединение от расшатывания, разбалтывания, самостоятельного откручивания.
Разновидности и критерии выбора
Гроверы выпускают в двух вариантах: простой и сложный. Первый отличается разными диаметрами и высотой пружины, но отклонения витков всегда под одинаковым углом к центральной линии. Сложные детали используют для нагруженных соединений, отличаются конструкцией.
Выпускают четыре версии гроверных шайб с поперечным сечением в форме квадрата:
Есть еще легкая версия, у нее поперечное сечение выполнено в виде прямоугольника, она обозначается буквой Л. Отличаются модели несущей способностью и силой деформации, при которой прокладка деформируется.
При выборе учитывают толщину вставки, размер промежутка между разрезанными торцами. Подбирают прокладку по диаметру шпильки, винта, болта по внешней резьбе. Важно и качество покрытия, точность обработки. Не допускаются трещины, участки коррозии, окалины. Такие эффекты разрешаются только на местах разреза.
Установка шайбы Гровера
Пружину помещают между шестигранной или другой гайкой и элементом механизма. Гровер не используют самостоятельно – только вместе с гайками.
Порядок установки:
Такое соединения относится к разборному типу, поэтому шайбу можно менять много раз при техническом обслуживании агрегата. Технические характеристики и свойства прокладки меняются со временем.
Чем можно заменить
Гроверную шайбу можно успешно заменить другими конструкциями:
Вариантов стопора много, поэтому всегда есть выбор по техническим свойствам, прочности и условиям применения.
Шайба-гровер: разновидности пружинной гроверной шайбы. Область использования и преимущества конструкции перед аналогами
Самой массовой деталью абсолютного большинства сборно-разборных конструкций — машин, станков, приборов, механизмов, космических аппаратов и сооружений, дорожно-строительной и сельскохозяйственной техники, являются крепежные детали.
Самая массовая среди них — шайба, потому что она применяется почти с каждым винтом, болтом и шпилькой, входящими в состав конструкции.
Согласно ГОСТ 27017-86 (Термины и определения крепежных изделий) шайбой (нем. Scheibe, англ. Washer и фр. Rondelle) называется крепежная деталь с центральным отверстием, помещаемая под головку болта (винта) или под гайку. Среди большого разнообразия конструктивных решений шайб есть и специфические, предотвращающие самопроизвольное отвинчивание болтов и винтов — шайба-гровер.
Содержание
Шайба пружинная (шайба гровера). Описание и назначение
В соответствии с ГОСТ 27017-86 (Определения крепежа) шайбой пружинной (нем. Federring, англ. Spring washer, фр. Rondelle elastigue) называется разрезное плоское кольцо с расположенными в разных плоскостях концами — выглядит как один виток пружины.
Отсюда и название. Согласно этому стандарту аббревиатура «Шайба Гровера» считается недопустимой в конструкторской документации (КД) и других официальных документах.
Шайба-гровер была изобретена во второй половине Х1Х века английским инженером Дж. Гровером.
Это изделие самостоятельно не используется, оно относится к категории вспомогательных деталей. Ее назначение — предотвращение самостоятельного отвинчивания крепежа за счет использования таких конструктивных элементов шайбы, как лапки, зубья и носки.
Конструкция и технические требования
Шайба пружинная изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 6402-70.
Конструктивно деталь выглядит как кольцо из проволоки квадратного сечения (s), разрезанное в одном месте под углом 70 градусов к плоскости шайбы. Ширина разреза равна 0,75 s. Концы разреза разведены в разные стороны до размера h, зависящего от вида исполнения.
Предусматривается 2 исполнения, отличающихся размером h. В первом исполнении размер h равен 2s, во втором — 2s+2k, где k есть высота заострения кромки. Исполнение 2 — более сложное в изготовлении, но выдерживает более высокие нагрузки.
Выпускается 4 типа:
В модификациях Н, Т, ОТ для каждого номинального диаметра шайбы поперечное сечение увеличивается, соответственно увеличивается и жесткость пружиной шайбы.
Таблицу размеров шайбы-гровера из ГОСТ 6402 можно посмотреть (https://docs.cntd.ru/document/1200004378).
Зарубежные аналоги шайб-гровера ГОСТ 6402
Из признанных во всем мире стандартов на шайбы гровера можно отметить:
Сравнительную таблицу соответствия ГОСТ, DIN, ISO можно посмотреть (https://getpocket.com/read/3347360666).
Как работает шайба гровер
Устанавливается гровер под гайку или под головку болта (винта). Принцип работы гровера основан на том, что при вращении гайки (по часовой стрелке) острые кромки разреза не препятствуют полному сжатию шайбы.
В результате в витках резьбы создается упругий натяг, который создает дополнительное гарантированное трение между витками, препятствующее самопроизвольному отвинчиванию крепежа.
Кроме того, самопроизвольному отвинчиванию (вращению против часовой стрелке) препятствуют врезающиеся в основной материал острые кромки разреза шайбы пружинной.
Рекомендации по выбору шайб-гровера
При выборе следует учесть, что:
Перспектива использования шайб-гровера
Лет 20 назад немецкие, а за ними американские и британские исследователи пришли к выводу, что во многих современных механизмах и строениях с повышенными вибрационными и динамическими воздействиями традиционные шайбы гровера не обеспечивают достаточной защиты крепежа от самопроизвольного отвинчивания.
Объясняется это тем, что:
В результате применение шайб гровера в ответственных механизмах и сооружениях запрещено.
Убедиться в выполнении этих рекомендаций можно, посмотрев современные образцы европейской техники — там гровера нет.
Вместо них рекомендовано использовать другие пружинные шайбы, специальные гайки, другие способы контровки.
Возможные замены шайбы-гровера
Их много. Но большинство из них требует механической доработки самих крепежных деталей с использованием дополнительных элементов (штифтов, шплинтов, проволоки и т. д.) или принудительной деформации элементов специальных шайб.
Из средств, использующих пружинящие свойства самих деталей, применяются:
Остальные требуют доработки болтов, гибки лепестков, установки на краску или клей, др.
Пружинная шайба (гроверная)
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 гровер — история создания нового вида стопорного соединения по Госстандарту
В конце 19 века машиностроительная область стала развиваться с достаточно большой скоростью, что потребовало новый более надежные методы соединения. Качество резьбовых соединений на тот момент было низким, а обычные варианты исполнения не могли выдержать колебательную нагрузку и сильную вибрацию. За счет подобного воздействия существенно снижается прочность соединения, могли возникнуть другие распространенным проблемы, связанные с потерей герметичности. Существенно улучшила ситуацию шайба пружинная, которая существенно повысила прочность и надежность соединений в случае оказания вибрационной нагрузки.
Новый вид соединительного элемента достаточно прост, что определяет низкую стоимость и надежность в использовании. ГОСТ 6402-70 шайбы пружинной определяет применение определенных материалов при их производстве. Ключевыми моментами можно назвать:
Проводя обозначение и маркировку пружинной шайбы указывается на то, какой материал при этом применяется и диаметральный размер. Стоит учитывать, что не все материалы подходят для изготовления рассматриваемого изделия, так как нужно обеспечить высокие эксплуатационные характеристики.
Варианты исполнения шайбы гровера
Чаще всего рассматриваемое изделие применяется для обеспечения надежного болтового соединения. При этом его часто ставят с обычным вариантом исполнения для существенного увеличения площади контакта. За счет этого существенно повышается надежность соединения. Рассматривая чертеж изделия можно отметить два различных варианта исполнения:
Довольно большое распространение получила din127 м8 гроверная оцинкованная шайба. За счет специальной обработки существенно повышается защита поверхности от воздействия окружающей среды. Также продается din 7980 шайба м6, которая характеризуется своими определенными особенностями.
Большинство изделий имеют правую навивку, за счет чего проводится производство метизов витка с часовой стрелкой. Но некоторые варианты исполнения изготавливаются с левым витком.
Недостатки шайбы гровера
Прежде чем уделить внимание недостаткам, прежде всего отметим главное достоинство – простота технологии производства и небольшая стоимость. Однако, есть и несколько серьезных недостатков, которые нужно учитывать:
При создании обычных устройств проводится применение пружинной шайбы по причине низкой стоимости. В некоторых случаях рассматривается возможность ее замены на другое изделие с аналогичной областью применения.
Чем можно заменить пружинную шайбу гровера
Провести фиксацию гайки можно при применении самых различных элементов, их было выпущено достаточно много. Гровер, так по-другому называется пружинная шайба, часто заменяют следующим:
Как правило, выбор проводится в зависимости от эксплуатационных условий.
Разновидности, материал и методы изготовления
Рассматриваемое изделие производится с учетом стандартов, которые установлены в ГОСТ 6402-70. В нем указано то, какие материалы и методы должны применяться. Среди особенностей выбора металла отметим следующие моменты:
Часто встречается ситуация, когда при изготовлении пружинной шайбы проводится применение специальной пружинной стали, обладающей особыми эксплуатационными характеристиками.
Для достижения требуемых свойств проводится термическая обработка, за счет которой повышается твердость и снижается хрупкость.
Основное назначение изделия
Назначение заключается в фиксации гайки на своем положении. В некоторых случаях оно применяется в качестве обычной.
За счет особой формы и свойств положение витков может изменяться. За счет этого компенсируется вибрация и смещение основного элемента.
Изготовление и материалы для гровера
Материал для рассматриваемого изделия выбирается в зависимости от эксплуатационных условий устройства. При этом изготовление и материалы отражаются на качества готовой продукции.
Как ранее было отмечено, в большинстве случаев применяется пружинная сталь. Она больше всего подходит для горовера.
Как ставить гровер шайбу?
В целом рассматриваемое изделие не существенно отличается от обычного варианта исполнения. Именно поэтому особенностями установки можно назвать следующее:
Именно простота эксплуатации определяет большое распространение рассматриваемого изделия.
Применение пружинных шайб и особенности эксплуатации
Область применения метизов и рассматриваемых пружинных шайб довольно высока. Это связано с тем, что они просты в изготовлении и служат в течение длительного периода. Среди особенностей эксплуатации отметим:
Допускается применять шайбу рассматриваемого типа в машиностроительной и других областях. При этом учитывается то, что степень фиксации относительно невысокая.
Шайба пружинная – ГОСТ 6402—70
Трудно представить любое машиностроительное предприятие без пружинной шайбы. Слесаря и автомеханики называют такое изделие гровером. После установки такой шайбы резьбовое соединение никогда не сможет самостоятельно развинтиться. Подобный эффект достигается благодаря упругой деформации гровера под большой нагрузкой. Эта крепёжная деталь используется в разных конструкциях и имеет индивидуальные особенности.
Основное назначение изделия
Внешний вид детали напоминает один виток от пружины. Именно поэтому деталь стали называть пружинной шайбой. Работает она практически безотказно. Гайка не сможет открутиться, так как расхождения зазора направлено в сторону противоположную движению гайки. Если гайка откручивается в прямом направлении, пружинная шайба ГОСТ 6402–70 не будет создавать никаких препятствий. Чтобы не происходило противоположного вращения, гровер начинает своими кромками впитываться в поверхность металла, происходит стопорение гайки.
Изготовление и материалы для гровера
Производство таких пружинных шайб происходит строго по ГОСТу 6402−70. Для изготовления деталей используется несколько материалов:
Обычно твёрдость металлических изделий находится в диапазоне 40—48 HRC. Если используется Ст 70, этот показатель может быть увеличен до 50 HRC. Твёрдость бронзового гровера должна быть выше 90 HRC. Детали считаются бракованными, если на поверхности обнаружены:
Действующий стандарт допускает небольшие дефекты, расположенные на срезе, следы окалины, которую невозможно отделить. Они не оказывают никакого влияния на габариты детали, а также её прочностные характеристики.
Изделие не будет браковаться, если обнаружена небольшая трапециевидность сечения. В этом случае высота детали должна находиться в допустимых пределах. Готовую продукцию обязательно подвергают контрольным испытаниям. Гровер несколько раз сжимают, пока расходящиеся концы не образуют одну плоскую поверхность. Такое состояние выдерживается 24 часа. Высота разводов не должна превышать 1,65 толщины шайбы. Не допускаются сколы и трещины.
На производстве изготавливают несколько видов шайб, с размерами, указанными в ГОСТе. Они разбиты на группы:
Первые три изделия имеют квадратное поперечное сечение. У лёгких оно имеет вид прямоугольника.
Первые три изделия имеют квадратное поперечное сечение. У лёгких оно имеет вид прямоугольника.Основным материалом для производства гровера является пружинная сталь. Готовая деталь проходит термическую обработку, придающую ей высокую прочность и устойчивость к различным внешним воздействиям. Термообработка уменьшает также хрупкость детали. Для защиты деталей от коррозии их подвергают гальваническому цинкованию.
Шайбу опускают в электролит, где на её поверхность осаждаются мелкие частицы цинка. В результате деталь покрывается цинковым слоем, толщина которого достигает 25 мкм.
Изделие приобретает несколько оттенков:
Для создания антикоррозионного слоя применяют также жёлтое хромирование. Наружная поверхность шайбы насыщается хромом. Он защищает изделие от повышенного износа, а также увеличивает твёрдость изделия.
Область применения метизов
Без крепёжных деталей не может существовать ни одно производство. Практически без пружинных шайб не обходиться ни одна отрасль. Эти изделия стали незаменимы во многих механизмах. Особенно это касается узлов, которым приходится испытывать сильную вибрацию или большие нагрузки, вызывающие непроизвольное откручивание гаек.
На такие системы обычно возлагается высокая ответственность, поэтому любое ослабление, тем более полное отвинчивание, может стать причиной ужасных последствий.
Однако, существует несколько моментов, когда пружинные шайбы лучше не устанавливать. Гровер стопорится благодаря своим острым кромкам. Когда происходит полная затяжка, кромки шайбы начинают с силой вгрызаться в поверхность металла. В результате, если он имеет небольшую твёрдость, врезание будет оставлять заметный след. Поэтому такие детали не могут использоваться совместно с мягкими металлами. Поверхность этих изделий будет испорчена.
Пружинную шайбу можно располагать в любом месте. Она прекрасно выполняет свои функции, находясь под гайкой или под шляпкой болта. Чтобы увеличить эффект сцепления можно одновременно установить две шайбы.
Важнейшими параметрами такого крепежа считается:
Упругая сила напрямую зависит от сечения изделия. Чем оно больше, тем сильнее упругость детали. Причём такие изменения никак не влияют на коэффициент упругой деформации. Распределение силы затяжки проходит неравномерно. Наибольшее значение приходится на район расположения храповых зубчиков.