Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стопорные шайбы или как закрепить болтовое соединение

Шайбы и кольца – общий обзор и особенности применения

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 шайбыD/ds
Основная DIN 1251,71 – 2,350,3 – 12
Узкая подкладная DIN 4331,62 – 2,060,3 – 3
Для деревянных конструкций DIN 4403,21 – 3, 272 – 10
Опорная подгоночная DIN 9881,25 – 20,1 – 2
Для пальцев, нормальная DIN 14401,36 – 20,8 – 8
Для пальцев, грубое исполнение DIN 14411,26 – 1,810,8 – 14
Для высоконагруженных соединений DIN 69161,78 – 1,853 – 6
Для пружинных штифтов DIN 73492,19 – 2,811 – 10
Кузовная (WIDE)3,75 – 51,2 – 1,4
Увеличенная DIN 90212,77 – 2,960,8 – 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.

Фиксация резьбового соединения. Стопорение гайки, болта, шпильки, винта, резьбы. Вибростойкое крепление. Вибрация.

Приемы фиксации (стопорения) резьбового соединения. Защита от вибрации и самопроизвольного раскручивания гаек, болтов, шпилек, винтов, резьбы. Надежное вибростойкое крепление (10+)

Фиксация резьбового соединения

1 2 3

Резьбовое соединение обладает неоспоримыми преимуществами: простота монтажа, широкая применимость, возможность многократной сборки / разборки. Поэтому соединение на резьбе очень распространено. Но у него есть серьезный недостаток: оно не устойчиво к вибрациям. В вибрационной среде резьбовое соединение ослабевает и саморазбирается.

Рассмотрим приемы фиксации (стопорения) резьбового соединения.

Шайба пружинная стопорная (гровер, гроверная)

Принцип действия основан на том, что за счет упругости шайбы формируется усилие на резьбу, которое предотвращает самопроизвольное раскручивание при вибрациях.

Гроверные шайбы бывают нескольких конструкций. (1) Диск из упругого материала, имеющий один радиальный разрез. Края разреза разведены в плоскости разреза, перпендикулярной поверхности диска. При затягивании у такой шайбы края сводятся. (2) Две шайбы, соединенные между собой упругим элементом. В затянутом состоянии упругий элемент сжат. (3) Гофрированный упругий диск. Волнистая поверхность шайбы немного выпрямляется, создавая упругое усилие. (4) Упругий диск, у которого деформирована только внешняя или внутренняя поверхность. Она может быть волнистой, разрезной с развернутыми лопастями или другой формы.

Недостатки. (1) Основным недостатком гроверной шайбы является невозможность ее применения при соединении мягких материалов (дерево, алюминий, дюралюминий, бронза, латунь, медь и т. д.) Под действием вибрации такая шайба может деформировать или расколоть материал. Соединение получается ненадежным. (2) Нельзя применять на легкосплавных и пластиковых крепежных элементах (болтах, гайках)

Шплинт

Шплинт — гибкий стержень или гибкая конструкция более сложной формы, которая вставляется в отверстие в гайке и болте. Таким образом полностью исключается самопроизвольное проворачивание болта в гайке. После этого шплинт изгибается так, чтобы исключить его выпадение.

Недостатки. Применять шплинт можно только со специальными гайками и болтами (с отверстием). Зафиксировать болт, например, в отверстии с резьбой, выполненном в монолитном блоке, невозможно.

Расклепывание

После закручивания соединение повергается механической деформации. Может быть деформирована гайка или повреждена резьба вокруг гайки.

Недостатки. (1) Таким образом можно зафиксировать далеко не любое соединение. (2) Деформированные гайки или болт теряют прочность. (3) Этот вариант неразборный. (4) Довольно часто от вибрации он все же раскручивается, так как постепенно в деформированное место соединения возвращается подвижность. (5) Нельзя применять на легкосплавных и пластиковых крепежных элементах.

Читать еще:  Усиление металлических балок и прогонов производственных зданий

Контргайка

На резьбу шпильки или болта наворачивается дополнительная гайка. Эта гайка прижимается к основной — крепежной гайке или к поверхности предмета, в котором нарезана резьба и закручен болт. Контргайка может устанавливаться с любой стороны крепежной гайки, там, где удобно. Если Вы используете болт или шпильку с неполной резьбой, и хотите установить контргайку с той стороны, где шляпка или где резьба идет не до конца стержня, то сначала наверните контргайку, потом установите и закрутите полученную конструкцию, потом затяните контргайку.

Никому не верьте. Контргайка имеет такую же резьбу, как и гайка, а не обратную. Контргайку с левой резьбой накрутить на шпильку с правой (на которую только что накрутили гайку с правой) невозможно.

Недостатки. (1) Соединение с контргайкой не очень надежное. Я встречался со случаями, когда такое соединение в очень неблагоприятной среде разворачивалось. (2) Для установки контргайки нужно свободное место на резьбе. (3) Такое соединение не применяется, если хотя бы один из элементов соединения (шпилька / болт, гайка / нарезанная резьба) выполнены из мягких материалов (легких сплавов, пластика).

С помощью гайки и контргайки можно закрутить шпильку в отверстие, не повредив резьбу. Главной проблемой является то, что не за что цепляться, чтобы прикладывать вворачивающее усилие. Накручиваем две гайки, притягиваем одну к другой. Гайки фиксируются. Одеваем ключ на полученную конструкцию и вворачиваем шпильку. Теперь раскручиваем и снимаем гайки.

1 2 3

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Почему скрипит деревянный пол.
Мой практический опыт борьбы со скрипом пола. А также советы стариков. Как отрем.

Как сделать самому изголовье к такой кровати? Или своими руками устано.
Крепим изголовье к кровати. Какие изголовья можно использовать для кровати.

Строим теплицу сами, своими руками. Самостоятельная сборка, установка .
Теплица, парник своими руками. Чертеж, схема, описание сборки. Теплица имеет сер.

Сделать кровать самому, своими руками. Самодельная, схема, чертеж.
Кровать своими руками. Вы жалуетесь, что покупные кровати скрипят, не подходят п.

Монтаж вагонки своими руками.
Как обшить вагонкой, чтобы выглядело красиво и профессионально. Практический опы.

Печь своими руками. Положим, кладем, строим самостоятельно, сами. Печн.
Как самому положить печь? Послойная схема. Чертеж. Мой положительный опыт.

Встроенный стенной шкаф-купе своими руками. Инструкция. Схема. Чертеж.
Встроенный шкаф-купе — проектируем и ставим. Как сделать это самому, своими рука.

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.

Сфера применения плоских шайб и их прямое назначение

Любые строительные или ремонтные работы никогда не обходятся без данного крепежного изделия. Выполняя крепёж одного материала к другому, возникает желание сделать это соединение как можно прочнее и надёжнее. Это и не удивительно, ведь от качества крепления напрямую зависит срок службы конструкции. В качестве изделий для крепежа могут быть выбраны самые разнообразные детали, к примеру, шурупы, болты или гвозди. Только вот далеко не всем удаётся сделать средства для фиксации максимально эффективными. Чтобы это осуществить, необходимо сделать больше место соприкосновения материала и головки крепёжного изделия, будь то шуруп или болт.

Такой способ непросто надёжный, но и более распространённый, простой и дешёвый. С задачей прекрасно справляются шайбы из металла, к примеру, алюминия или меди. Шайбы представляют собой детали, предназначающиеся для строительства. Они располагаются под головкой крепёжной детали и фиксируются при вкручивании. Так, происходит увеличение площади опоры креплений.

Очень часто в строительных работах решаются сделать всё без участия специалистов, то есть самостоятельно. Только вот некоторые нюансы при выполнении крепления известны далеко не всем. Например, если пытаться прикрутить один лист фанеры к другому и не воспользоваться шайбой, то вполне можно получить сквозное отверстие, которое сделает крепёжное изделие, прошедшее насквозь.

Такие случаи встречаются довольно часто, а всё дело в том, что поверхность материала, который крепится и давление, оказываемое на деталь, гораздо больше чем головка гайки. В помощь крепежу и необходимо применение шайб из таких материалов, как резина, металл или пластик. Закрученная с шайбой деталь, лишь немного утопнет в материале, но не продавит его. Чтобы опора была как можно больше, рекомендуется использование плоских приспособлений общего назначения. Изготавливаются такие шайбы абсолютно разных размеров, что очень удобно в различных видах работ.

Величина этого изделия выбирается в зависимости от параметров крепёжной детали. Ещё одной незаменимой функцией применения шайбы является удержание крепления от перекоса во время закручивания. Происходит это достаточно часто, потому что, выполняя вкручивание детали отвёрткой, очень сложно сделать это параллельно и не свернуть головку чуть в сторону.

В этом случае головка изделия, которое встало неровно, будет царапать поверхность материала. Такие повреждения плохо скажутся на геометричности всей поверхности, а также это грозит попаданием в материал излишней влаги, что приведёт к образованию плесени и грибка. Чтобы предотвратить всё это, можно воспользоваться сферическими или косыми приспособлениями.

Пружинные и уплотнительные шайбы из металла

Для того чтобы избежать попадания влаги, а также в целях профилактики советуется применять уплотнительные изделия. Такая шайба при закручивании крепежа создаст надёжный герметичный слой. Материалом для изготовления уплотнительных шайб может быть алюминий или медь, а также они могут быть комбинированными и состоять из резины и металла. В этом случае получается, что резиновая сторона прижимается к поверхности материала, а металлическая к гайке. Этот способ считается оптимальным для увеличения срока службы и защиты от влаги.

Чтобы предотвратить самопроизвольное раскручивание крепёжных деталей помогает применение пружинных шайб. Ослабление крепежа может быть вызвано вибрациями. Соответственно есть большая вероятность, что изделие выпадет и встаёт угроза обрушения всей закрепленной конструкции. На самом деле почти все шайбы предназначены для устранения этого эффекта. Пружинные детали очень часто называют шайбами Гровера. Названы они в честь своего изобретателя, который первым стал их применять при осуществлении крепежа.

На вид шайбы напоминают диски, рассечённые поперёк. При этом оба конца изделия находятся на разных уровнях плоскости. Если попробовать соединить их вместе, то они отпружинят обратно и разойдутся на свои места. При классификации таких приспособлений по назначению, можно выделить четыре вида: нормальные (Н), лёгкие (Л), тяжёлые (Т) и очень тяжёлые (ОТ).

В чём же польза от пружинного эффекта изделий? Во время вкручивания крепежа возникает упругая деформация шайбы, что позволяет ей надёжно закрепиться.

Кроме упругой бывает ещё и жёсткая деформация. Она намного слабее и неустойчива к воздействию вибрации или нагрузке. В строительстве, которое происходит в жилых домах, где уровень вибрации сводится к минимуму зачастую применяются плоские или сферические шайбы. Если же необходимо закрепить машинные или станочные детали, то обязательно следует использовать пружинные изделия, которые предотвратят выкручивание крепежа. Болт будет автоматически притягиваться обратно и не выпадет.

Какие ещё бывают шайбы и где они применяются?

Даже по названию стопорных приспособлений можно понять для чего они предназначаются, так, стопорные детали отвечают за остановку крепежа. Чтобы предотвратить смещение гайки необходимо подложить шайбу под крепёжное изделие и закрутить его, при этом зубчики шайбы надо загнуть кверху. Эти вспомогательные элементы бывают титановыми, медными, латунными или алюминиевыми и применяются в случаях использования в качестве крепежа изделий с метрической резьбой, к примеру, болты, винты или шпильки.

Применяются в укреплениях крепежей шайбы с лапками, которые схожи по назначению с зубчатыми изделиями. Только лапчатые детали чаще всего используются для укрепления болтовых и гаечных креплений. Создаются такие шайбы исключительно из металла и используются в работах с крепежами, диаметр которых может быть от 3 мм до 48. Чтобы создать эффект стопорения для шлицевых гаек используются шайбы с несколькими лапками. В шлицевых гайках есть несколько пазов, в которые затягиваются лапки при вкручивании.

Читать еще:  § 8. Устройство токарного станка по обработке древесины

Диапазон применения шайб настолько велик, что всё перечислить невозможно. Самыми ответственными местами их использования являются концевые сечения крыльев самолётов и торцевые крепления деталей в станках. В строении машин зачастую применяются быстросъёмные приспособления, изготовляющиеся из стали.

В принципе, применение шайбы возможно и даже нужно в каждом креплении материалов. Даже в ремонтных и строительных работах без них не обойтись. Главное, подобрать нужный материал самого изделия и его размер для получения качественного результата.

ИНФОРМАЦИЯ / Шайба Nord-Lock

Стопорное устройство для резьбовых соединений Резьбовые соединения должны, с одной стороны, легко поддаваться разборке (что необходимо при обслуживании и ремонте), а с другой — противостоять самопроизвольному ослаблению. При статических нагрузках соединение стопорится силой трения, действующей под головкой болта и в резьбе, но в случае вибраций и динамических нагрузок система болт — гайка способна к ослаблению. Конструкция элементов Nord-Lock Для предотвращения самопроизвольного ослабления резьбовых соединений, применяемых в железнодорожных устройствах, стандарт DIN 25201 в качестве предохранительного элемента предусматривает использование стопора Nord-Lock. Он представляет собой пару клиновых шайб, которые затягиваются одновременно с резьбовым соединением. Этот элемент должен противостоять ослаблению любого резьбового соединения, если сохраняется 80 % первоначального усилия затяжки. Клиновые шайбы имеют на внутренних сторонах наклонные поверхности, угол наклона которых a больше угла подъема резьбы b (рис. 1). На наружных сторонах шайб имеются острые радиальные ребра. Попарно склеенные шайбы укладывают этими ребрами наружу под головку болта и под гайку. Рис. 1. Резьбовое соединение с клиновыми шайбами Если винт или гайка затянуты, зубья радиальных ребер вдавливаются в опорную поверхность. Пара шайб фиксируется и допускает перемещения только вдоль клиновых поверхностей. Уже при незначительном повороте в направлении ослабления под действием силы затяжки происходит самоторможение. Конструкция и соотношение углов рассмотренного элемента гарантируют самоторможение и надежное стопорение резьбового соединения. По такому же принципу работает клиновая контргайка с парой шайб. Стендовые испытания Вибрационными испытаниями, проводившимися на стенде по методу Юнкера, установлено, что элемент Nord-Lock надежно предохраняет резьбовые соединения от ослабления, вызываемого действием динамических нагрузок и вибраций. Испытания показали, что этот элемент гарантирует надежное и длительное стопорение резьбового соединения даже после 2ґ106 циклов нагружения. На испытательном стенде измеряется исходная сила затяжки, а также ее величина в процессе действия вибрации. Все виброиспытания дали положительные результаты. Вследствие осадки под гайкой или головкой винта, а также в резьбе сила затяжки сначала незначительно снижается, а затем остается стабильной (рис. 2). Функция стопорения отчетливо обнаруживается, если отвинчивать гайку с помощью ключа: явно чувствуется увеличение зажимающей силы, что служит доказательством действия стопорного эффекта. Рис. 2. Результаты стендовых виброиспытаний болта с длиной зажатия 25 мм и стопорным элементом Nord-Lock в сравнении с другими резьбовыми соединениями: 1 — испытываемый болт со стандартной гайкой М8 и стопорным элементом Nord-Lock при напряжениях растяжения, соответствующих 70 % предела текучести; 2 — стандартная гайка М8 и болт с длиной зажатия 50 мм; 3 — гайка с пластмассовым вкладышем (по стандарту DIN 985) и болт; 4 — болт с гайкой и пружинной шайбой; 5 — испытываемый болт со стандартной гайкой М8 без элемента Nord-Lock; 6 — испытываемый болт со стандартной гайкой М8 и элементом Nord-Lock при напряжениях растяжения, соответствующих 25 % предела текучести Предохранительные шайбы используют и для болтового соединения с удлиненными отверстиями. В этом случае рекомендуется применять пару шайб с увеличенным наружным диаметром в сочетании с фланцевой гайкой (головкой винта), чтобы добиться максимальной удельной силы нажатия. Конечно, можно использовать стандартную пару шайб, однако при этом имеется опасность деформирования материала вследствие уменьшенной площади опирания. Исследовалось стопорение резьбового соединения на поверхностях с лакокрасочными или напыленными покрытиями. При использовании элементов Nord-Lock сопоставимые виброиспытания по Юнкеру на поверхностях с покрытием и без него показали лишь незначительную разность сил затяжки, что обусловлено дополнительной осадкой поверхности с покрытием. Применение пары шайб, имеющих увеличенный наружный диаметр, в сочетании с фланцевой гайкой сводит осадку к минимуму. Области применения Компания Ultra Dynamics (Великобритания) специализируется на разработке и выпуске вагонных замедлителей, которые используются на сортировочных станциях во всем мире. Эти гидравлические устройства монтируют на рельсах на определенном расстоянии одно от другого, чтобы тормозить спускаемый с горки вагон или отцеп из нескольких вагонов, обеспечивая снижение его скорости до требуемого значения. Ранее для этого применяли зажимные гайки, но они не давали желаемого результата вследствие вибраций, толчков, высокого давления и суточных колебаний температуры. В связи с этим было решено использовать для фиксации тормозных колодок стандартные элементы Nord-Lock. Элементы Nord-Lock используют также компании VAE Bahn Technologie и Enzesfeld-Cargo, работающие в области стрелочных переводов, и стрелочный завод в Бранденбурге. Стопорение резьбовых соединений происходит на тяге, с помощью которой выполняют переключения и позиционирование стрелки. Стабильно и точно уложенные стрелочные переводы обеспечивают движение поездов по ним со скоростью до 250 км/ч при соответствующих динамических нагрузках на их элементы. После обстоятельных испытаний на безопасность компания Alstom также выбрала в качестве средства стопорения резьбовых соединений элемент Nord-Lock и применяет его, в частности, в пульте машиниста, в узлах ходовой части подвижного состава и в оборудовании пассажирских салонов. Следующая область применения Nord-Lock — стопорение резьбовых соединений в системах тягового привода, где необходима максимальная безопасность. Здесь потребителями являются железные дороги Германии (DBAG), компании Bombardier Transportation и Siemens Transportation System. Стопорные устройства Nord-Lock применены также в конструкциях поезда на магнитном подвесе системы Transrapid. Наконец, Nord-Lock позволяет надежно решить проблемы, возникающие в железнодорожных и трамвайных вагонах, а также в элементах системы СЦБ. Достоинства стопорного устройства Nord-Lock Элементы Nord-Lock незаменимы также в устройствах и конструкциях, в которых требуется частая разборка резьбовых соединений. С одной стороны, болт или гайку с таким стопорным устройством легко отвернуть с помощью обычного гаечного ключа. С другой стороны, шайбы обеспечивают возможность повторной затяжки. При этом следует иметь в виду, что при повторном применении шайбы необходимо смазывать. Смазка снижает силу трения и, казалось бы, может быстрее привести к ослаблению резьбового соединения. Однако в сочетании с элементами Nord-Lock этого не происходит, поскольку принцип стопорения базируется не на силе трения, а на усилии затяжки. Шайбы продолжают выполнять свою роль и при наличии смазки, которая необходима для снижения силы трения при монтаже. Меньшая сила трения требует также меньшего момента затяжки для достижения необходимой зажимающей силы.

Свежие новости

28.08.2020
Поступление товара
* крепеж
* скобяные изделия
* веревки, шнуры
подробнее.

15.08.2020
Поступление товара
* веревки, канаты, шнуры в ассортименте
* лестничная техника
подробнее.

06.07.2020
Поступление товара
* крепеж
* клей, силиконовые и смазывающие жидкости
подробнее.

Стопорные шайбы или как закрепить болтовое соединение

Болтовые соединения находят широкое применение и встречаются практически в любой технической отрасли. Это объясняется несомненными плюсами: универсальностью, простотой монтажа, возможностью демонтажа (без повреждений деталей и крепежа), взаимозаменяемостью крепёжных изделий, распространённостью инструмента для них и пр.

Однако существенным недостатком болтового крепежа является ослабление соединения при знакопеременных нагрузках, вибрации. Для предотвращения ослабления/самоотвинчивания крепежа применяют известные методы, такие как самоконтрящиеся гайки, стопорные кольца или шайбы (гроверные, зубчатые, клиновые и т.п.). При этом у каждого решения имеются собственные сильные и слабые стороны.

Стопорение болтовых соединений

  • Контрирование: самый простой и очевидный способ надёжно поджать гайку – навинтить сверху ещё одну! Вторая гайка (контргайка) будет надёжно прижимать первую, образуя с ней практически монолитную пару.
    Достоинством данного метода является простота монтажа (при использовании только стандартных изделий). А недостатками – повышенный (в пределе – двукратный) расход гаек, увеличении веса и габаритов крепежа.
  • Пружинная (в обиходе «гроверная») шайба – представляет собой разрезное упругое кольцо. При её поджатии гайкой создаётся натяг, а острые кромки шайбы врезаются в тело гайки и поверхность детали, предотвращая самораскручивание. Даже если под действием вибрации гайка страгивается со своей позиции, упругое разжатие гроверной шайбы снова создаёт натяг и соединение буквально стопорит само себя.
    Достоинство метода: простота и надёжность. Недостатки – необходимость в дополнительной сборочной единице (гроверной шайбе), возможные ошибки, забывчивость при монтаже, повреждение крепежа и поверхности детали острыми концами шайбы при затяжке.
  • Самоконтрящиеся гайки – своеобразный синтез предыдущих способов, когда гайка и гроверная шайба объединяются в единый узел. Самоконтрящиеся гайки имеют несколько вариантов реализации. Например, болт и гайка с переменным шагом резьбы – этим достигается натяг при завинчивании, препятствующий ослаблению соединения в эксплуатации. Другой вариант – наличие упругого (нейлонового или полимерного) кольца или лепестковой насечки в верхнем пояске гайки. После затягивания эти дополнительные элементы оказывают давление на резьбу и за счёт трения «не пускают» гайку отвинчиваться. Третий способ – соединение в единый узел гайки и плоской шайбы с рифлёной «пружинной» поверхностью. При затягивании такой гайки нижняя «шайбовая» часть деформируется, создавая натяг и не давая крепежу отворачиваться.
    Достоинства самоконтрящихся гаек любого типа – простота монтажа, отсутствие дополнительных стопорных элементов. Недостаток – усложнение конструкции/формы гайки по сравнению со стандартной.
  • Шплинтование – короткий отрезок сложенной вдвое проволоки (шплинт) пропускается сквозь отверстие в стержне болта и теле/короне гайки, а затем разжимается.
    Достоинства – едва ли не самый надёжный способ стопорения крепежа, наличие/отсутствие шплинта легко различить визуально, сравнительная простота монтажа.
    Недостатки – усложнение конструкции (отверстие в теле болта, «шипастая» корона у гайки), затруднение откручивания (шплинты чаще всего одноразовые).
  • Кернение, пайка, приварка, расклёпывание – позволяют создать условно-разъёмное соединение, когда наружные витки резьбы гайки точечно повреждаются. Это создаёт механическое препятствие движению по резьбе.
    Достоинство метода – надёжность стопорения. Недостатки: повреждение крепежа, сложности как при монтаже (потребность в сварочных работах, пайке или точных ударных воздействиях), так и демонтаже.
  • Нанесение лаков, красок, клея на резьбу – метод аналогичен предыдущему, но без механического повреждения резьбы.
    Чуть проще в плане монтажа (нанести клей, а не паять/заваривать!), но обладает меньшей несущей способностью в сравнении с кернением и аналогичными «механическими» методами повреждения резьбы.
  • Стопорные (клиновые) шайбы – состоят из двух «половинок», внутренние поверхности которых снабжены специальными клиновидными выступами (отсюда и название). Внешние края шайбы также имеют выступы (радиальную насечку) для лучшего сцепления с поверхностью детали и гайки. При затягивании крепежа половинки стопорной шайбы плотно, без зазора, прижимаются друг к другу – деформации шайбы не происходит. Однако при попытке гайки стронуться в обратную сторону (начать самопроизвольно откручиваться), внутренние клинья половинок шайб давят друг на друга и «распираются» вовне – против усилия затягивания. Поскольку угол клиньев больше, чем угол резьбы (это учтено при разработке шайбы), то под действием вибрации более вероятно, что гайка останется на месте (не ослабнет!), чем преодолеет суммарный «подъём» резьбы и клиньев шайбы. Даже при работе соединение в условиях сильной вибрации!
    Достоинства: лёгкость монтажа, практически стандартная толщина стопорной шайбы (отсутствие дополнительных элементов), возможность откручивания соединения без повреждений крепежа, многократное повторное использование шайб. Недостатки: требует внимательности при сборке (важно не перепутать установку половинок – клиньями друг к другу, насечкой вовне!).
Читать еще:  Нарезка трапецеидальной резьбы на токарном станке

Сравнение шайб различного типа

Выше была представлена информация об основных видах, достоинствах и недостатках имеющихся способов стопорения резьбового крепежа. Однако какой же из них лучше? В частности, какие шайбы целесообразней применять в конкретных условиях?

Ответ на данный вопрос могут дать лишь сравнительные испытания. Для оценки выносливости болтовых соединений в условиях динамической нагрузки применяют специальные вибростенды. Измерительный комплекс включает в себя платформу на гидроопорах, внешний электродвигатель (для нагружения платформы – создания вибрации) и контрольные датчики, информация с которых поступает на ПК для последующей обработки и демонстрации результатов.

Испытания проводятся следующим образом. В имеющееся на платформе отверстие устанавливается крепёж (болт, гайки и шайба) и затягивается первичным моментом (к примеру, 8 кН). Включается двигатель, платформа начинает вибрировать. Через какое-то время соединение «поплывёт», т.е. гайка начнёт самопроизвольно откручиваться и первичный момент затяжки снизиться – возможно даже до нуля (крепёж полностью ослабнет).

Какая шайба лучше стопорит соединение? Очевидно та, с которой первичный момент затяжки под действием вибрации продержится дольше! Зависимость «момент – время нагружения» и позволяет сделать вывод о стойкости шайб. А заодно и сравнить их между собой – в одинаковых условиях эксперимента.

Подобное испытание называется «вибрационный тест Юнкера» (методика испытаний регламентируется DIN 65151­2002). Тест показывает, что наибольшей стойкостью обладает стопорная (клиновая) шайба – первичный момент затяжки сохраняется практически на 100% (в то время как, например, у гроверной шайбы к концу теста он падает до нуля!).

Виды, исполнения стопорных шайб

Стопорные шайбы обеспечивают практически 100% гарантию от самопроизвольного откручивания резьбового крепежа, могут применяться в узлах, работающих со смазкой и агрессивных средах. За счёт очевидных преимуществ стопорные шайбы существенно теснят «конкурентов» (шайбы других типов)! Сфера использования стопорных шайб постоянно расширяется. А в пользу их высокого качества говорит опыт успешного применения в авиационной и аэрокосмической отраслях.

Для различных условий эксплуатации выпускаются стопорные шайбы:

  • с цинковым покрытием;
  • из нержавеющей стали;
  • в узком исполнении (для потайного крепежа);
  • стандартные (для обычных отверстий);
  • в широком исполнении (для продольных отверстий).

Следует отметить, что в системе «гайка-болт-шайба» стопорные клиновые шайбы должны быть единственными!

  • Если отверстие сквозное, то под головку болта и под гайку должна устанавливаться отдельная стопорная шайба (в итоге, две на крепёж).
  • Запрещено применять стопорные шайбы одновременно с другими податливыми элементами (такими как предохранительные/уплотнительные шайбы)!

Клин-стопорная шайба Nord-Lock DIN 25201-4

Специальные крепежные решения

Шайбы Nord-Lock original с клин-стопорным эффектом надежно фиксируют резьбовое соединение и полностью исключают возможность самоотвинчивания гаек и болтов вследствие вибрационных и динамических нагрузок.

Стопорные шайбы Nord-Lock фиксируют болтовые соединения посредством натяжения, а не трения. Система состоит из двух шайб, имеющих клинья с внутренней стороны и радиально расположенные зубцы с внешней. Конструктивной особенностью является разница в углах: поскольку угол клина «α» больше, чем шаг резьбы «β», создается «клиновой эффект», предотвращающий болт от самоотвинчивания.

Надежная 100% фиксация зарекомендовала себя во многих областях индустрии во всем мире. Регулярные испытания шайб Nord-Lock подтвердили свою надежность независимыми институтами и сертификатами. Используются в следующих областях: горнодобыча, энергетика, транспорт, нефте- и газодобыча, строительство и сооружение мостов, производство и машиностроение, судостроение, сельское хозяйство и тяжелая техника.

В отличие от всех остальных шайб, в том числе позиционируемых как стопорно-клиновых, NORD-LOCK имеют доказанную повышенную надежность и возможность повторного использования, что дает возможность сократить расходы на сервисное обслуживание, исключить несчастные случаи и простои на производстве. Поставляются парой — каждая пара NORD-LOCK пронумерована лазером на внешней стороне для отличия от подделок и дает возможность установить подлинность и дату производства. Стандартные размеры в диапазоне от M3 до M130.

Шайбы Nord-Lock с увеличенным внешним диаметром.

Серия SP шайб NORD-LOCK разработана специально для сквозных отверстий с большим диаметром, чувствительной контактной поверхностью или поверхностью из мягких материалов. Использование шайб Nord-Lock SP с фланцевыми болтами или гайками способствует оптимальному распределению нагрузки по более широкой поверхности.

Компания «ЕТС-Строительные Системы» является официальным дистрибьютором NORD-LOCK и предлагает особые условия — цены от европейского производителя на складе в Санкт-Петербурге.

Кликните, чтобы ознакомиться с брошюрой «Шайбы Nord-Lock. Оригинальная технология стопорно-клиновой фиксации».

Кликните, чтобы ознакомиться с брошюрой «Антивибрационные шайбы с дополнительным пружинным эффектом Nord-Lock® X-series».

Это видео позволяет понять, в каких случаях необходимы клин-стопорные шайбы NORD-LOCK. Мы закручиваем проблемы вибрации используя антивибрационные шайбы.

Nord-Lock Group предоставляет наиболее расширенную программу в своей сфере деятельности и гарантирует стабильную деятельность на всем сроке службы рабочего механизма.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector