Зачем нужна шайба-гровер – виды гроверов, варианты и особенности применения

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:

1. Напоминает обычный виток пружины.
2. Зазор расходится в направлении, противоположном ходу гайки, за счет чего исключается вероятность отвинчивания.
3. Вращение фиксируется за счет специальной кромки гровера, которая впивается в поверхность.

Скачать ГОСТ 6402-70

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.

Как надеть стопорную шайбу

Соблюдение правил монтажа — одно из главных условий создания долговечного надежного соединения. Поэтому мастер, выполняющий работы, должен знать, как надеть стопорную шайбу правильно. Она закладывается под гайку, головку болта или вкручиваемого в глухое резьбовое отверстие винта. Размещение двух частей шайбы должно быть таким, чтобы они были обращены друг к другу клиньями. При этом стороны с насечками обращены наружу. При монтаже нельзя подкладывать обычную плоскую шайбу под стопорную — это приводит к нарушению надежности фиксации.

Перед тем как поставить стопорную шайбу, нужно правильно выбрать ее диаметр. Он может быть обычным и увеличенными. Детали с увеличенным диаметром оказывают меньшее давление на опорную поверхность в зоне монтажа. Шайбы этого типа рекомендованы к установке на мягкие материалы или окрашенные поверхности. Также они применяются при большом размере отверстия под установку. В этом случае увеличенный диаметр не допускает продавливание шайбы.

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:

1. Первый считается наиболее простым. Рассматривая din 127 шайбу пружинную отметим, что она иметь различный диаметр отверстия, а также толщину витка. При этом отмечается определенный угол отклонения витков от центральной оси.
2. Второй вариант исполнения характеризуется большей сложностью в производстве. Однако, за счет усложнения механизм выдерживает большие динамические и разнонаправленные нагрузки.

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.

Виды исполнения стопорных шайб

Клиновые шайбы — метизы, которые обеспечивают высокую эффективность фиксации болтовых соединений. Их конструкция дает практически полное стопорение при условии, что мастер знает, как установить стопорную шайбу, и соблюдает технологию. При установке и эксплуатации они не повреждают поверхности деталей. Допускается их использование в механизмах работающих со смазкой и под воздействием агрессивных веществ. Благодаря этим особенностям значительно расширяется сфера применения этих деталей. Их можно использовать в особо ответственных узлах, подвергающихся значительным вибронагрузкам. В том числе стопорные шайбы используются в автомобилестроении, авиастроении, судостроении, в аэрокосмической промышленности.

Материал стопорных шайб — высококачественная углеродистая сталь повышенной твердости. Для эксплуатации в условиях повышенной влажности применяют крепежные элементы из оцинкованной стали. Также клиновые шайбы делают из нержавейки – их используют для установки в механизмы и узлы, работающие под воздействием агрессивных сред.

По размерным характеристикам выделяют такие виды стопорных шайб:

• малого диаметра – применяются в узлах потайного крепления;
• стандартные – устанавливаются при нормальном размере монтажного отверстия, а также при нормальной твердости материалов и на неокрашенные поверхности;
• увеличенного диаметра – используются для монтажа при широких или продольных отверстиях, на мягкие материалы и окрашенные поверхности.

Выбор стопорной шайбы в соответствии с условиями ее монтажа и эксплуатации, соблюдение технологии установки крепежа обеспечат максимальную надежность болтового соединения, его длительную службу без ослабления и самоотвинчивания.

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:

1. В некоторых случаях силы пружинной шайбы недостаточно из-за высоких динамических нагрузок, которые возникают на момент эксплуатации механизма.
2. Большое усилие при натяге становится причиной, по которой гровер превращается в обычную пластину. Фиксация обеспечивается лишь в незначительной степени.
3. Практически во всех случаях рассматриваемый соединительный элемент не может применяться повторно по причине сильной деформации.

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.

Граверная шайба – гост, что такое и для чего нужна гроверная шайба

Что такое граверная шайба, для чего нужна? Это пружинная неплоская шайба, которая предотвращает раскручивание резьбовых соединений. В конце 19-го века с развитием промышленности стало появляться много механизмов различного назначения с подвижными частями. Как следствие, возникала вибрация, и резьбовые соединения постепенно раскручивались, это было серьёзной проблемой. Тогда и появилось крепёжное изделие, названное граверной или гроверной шайбой по фамилии её изобретателя — Джона Гровера. Граверная шайба (ГОСТ 6402), как правило, изготавливается из пружинной стали, алюминия, реже — бронзы, иногда производится жёлтое хромирование, которое повышает твёрдость и износостойкость изделия.

Шайба имеет вид кольца с небольшим поперечным разрезом, выполненным под углом в 70 градусов.

Принцип действия граверной шайбы

Когда производится затягивание резьбового соединения, края граверной шайбы, расположенной между гайкой и подсоединяемой деталью, плотно прижимаются к месту соединения и при вибрациях не дают ему развинтиться. Это обеспечивается за счёт того, что торцы изделия расположены в разных плоскостях, шайба как бы «впивается» в металл с резьбой. Для увеличения прижимного эффекта в ряде случаев используют две шайбы, прижатые друг к другу.

Имеется ограничение применения этого изделия. Его можно использовать только в механизмах с правосторонней резьбой. По размеру граверная шайба должна точно подходить к соединяемым гайке и деталью с наружной резьбой.

Разновидности гроверных шайб

Описав, что такое граверная шайба, необходимо перечислить варианты её исполнения. Поперечное сечение может быть квадратным или прямоугольным. Существуют шайбы с загнутыми наружу краями. Их изготавливать труднее, но такая конструкция может выдерживать более высокие нагрузки, применяться в тяжёлой промышленности.

Гравёрная шайба по ГОСТ 6402 может быть одним из четырёх видов — лёгкой, нормальной, тяжёлой или особо тяжёлой. Основные их отличия связаны с разными размерами поперечного сечения изделия. Чем этот размер больше, тем выше значение силы, которая требуется для упругой деформации гроверной шайбы. Согласно этому же ГОСТ, твёрдость шайб из стали должна находиться в диапазоне от 40 до 48 HRC, а изделий из бронзы — 90 HRB или выше.

Выбирая гроверные шайбы, необходимо учитывать следующие параметры:

1. Толщину изделия;

2. Размер зазора между между торцевыми поверхностями. Он должен быть не больше толщины шайбы, умноженной на 0,7;

3. Диаметр болта, винта, шпильки или другой детали с наружной резьбой, на которую будет крепиться шайба.

Преимущества и недостатки

1. Возможность получения крепкого резьбового соединения, устойчивого к вибрациям;

2. Высокая прочность и износоустойчивость шайб;

3. Небольшие масса и размер;

4. Очень низкая цена даже по сравнению с другими крепёжными элементами;

5. Простота использования;

6. Устойчивость к воздействию влаги благодаря наличию антикоррозионного (как правило, оцинкованного) покрытия;

7. Универсальность применения.

Недостатков у этого изделия немного. Основные из них следующие:

1. Если на граверную шайбу имеются очень высокие нагрузки, со временем она становится плоской и натяжная сила существенно уменьшается;

2. Вторичное применение практически невозможно из-за наличия остаточной деформации;

3. Если применять болты или винты из мягких металлов, края шайбы могут повредить резьбу.

Применение граверной шайбы

Пружинные граверные шайбы широко применяются в автомобильной отрасли, машино — и приборостроении, в различных производственных сферах, во время проведения строительных работ. Они практически незаменимы в ситуациях, когда узлы, детали и механизмы испытывают постоянную и сильную вибрацию, ударное воздействие. Амортизирую это воздействие, шайба значительно повышает срок службы оборудования, предотвращает поломку важных его узлов из-за раскручивания резьбовых соединений. Так как именно эти зоны испытывают наибольшие нагрузки и являются одними из самых важных при работе агрегатов, применение пружинных шайб позволяет предотвратить дорогостоящий ремонт и сэкономить денежные средства, вложенные в дорогостоящее оборудование.

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:

1. Гайка самоконтрящаяся. Подобное изделие характеризуется тем, что в верхней части есть пластиковая ставка, которая отвечает за гашение вибрационной нагрузки и раскручивания. Стоит учитывать, что сложности при изготовлении изделия становятся причиной существенно повышения его стоимости, однако эффективность подобной гайки довольно высока.
2. Шайба тарельчатого типа. Она также может устанавливаться вместо оригинального гровера, характеризуется меньшей стоимостью и большей надежностью.
3. Встречается и коронная гайка. Она требуется в том случае, когда проводится сверление ответного крепежного элемента с последующим размещением шплинта. Надежность соединения в этом случае довольно высокая, однако оно характеризуется ступенчатостью.
4. Фланец зубчатого типа. Фланец имеет насечки, которые сращиваются с гайкой. За счет насечек обеспечивается надежная фиксация соединения.
5. Контрящая шайба. При ее изготовлении создается большое количество зубчиков, которые обеспечивают фиксацию.
6. Пластины с усиками. В этом случае один из усиков выбирается в деталь, а остальные загибаются поверх витков. В продаже встречается просто огромное количество подобных вариантов исполнения, поэтому есть возможность подобрать наиболее подходящий.
7. Проволочные замки. Этот вариант фиксации получил широкое распространение по причине низкой стоимости.

Как правило, выбор проводится в зависимости от эксплуатационных условий.

Принцип работы шайбы

На вид она выглядит очень просто, представляя собой разрезанный диск с разведёнными концами, которые находятся в разной плоскости. Такая форма шайбы подходит для предотвращения самопроизвольного откручивания другого крепежа за счёт упругой деформации, формирующейся под нагрузкой.

Например, когда подкладывается гровер под гайку, она пытается двигаться в обратную сторону, но кромка шайбы упирается в корпус и обеспечивает неподвижность крепежа. Таков принцип работы гроверов.

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:

1. Допускается применения стали, а также бронзы и некоторых других цветных сплавов.
2. Твердость должна варьировать в пределе от 40 до 48 HRC в случае применения распространенных марок сталей. В случае использования бронзы значение составляет не менее 90 HRC. От типа применяемого материала во многом зависит вес и некоторые другие показатели.
3. При производстве могут применяться различные методы, однако не допускается появление трещин, окалин, заусенец и иных дефектов. В некоторых случаях допустимы только мелкие дефекты, которые не отражаются на эксплуатационных характеристиках изделия.
4. Для выявления основных качеств плоская шайба подвергается различным тестам.

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.

Технические требования

В ГОСТе 6402-70 также прописаны правила, которыми должен руководствоваться производитель пружинных шайб. Ниже приведена лишь часть из них.

• В качестве сырья для изготовления данной продукции должна использоваться проволока, соответствующая требованиям ГОСТ 11850, принятого в 1970году. Также допускается применение заготовок из сплавов следующих марок: жаропрочная коррозионностойкая высоколегированная конструкционная сталь 3X13; рессорно-пружинная конструкционная сталь 65Г; нелегированная рессорно-пружинная конструкционная углеродистая сталь 70; бронза марки БрKMц3-1 либо иные цветные сплавы.
• Показатель твердости, определяемый по методике Роквелла: стальных пружинных шайб, должен находиться в пределах 40,0…41,5≤НRС≤48,0…49,5; бронзовых гроверов должен быть не меньше 90НRВ

Твердость гроверов, произведенных из стали марки 70, может быть увеличена до 50,0≤НRС≤51,5.

• На поверхности изделий не должны присутствовать следы коррозии, признаки растрескивания, остатки облоя – заусенцы, а также частицы чешуйчатого вида – окалина. При этом остатки неотделимой окалины не выводят продукцию в категорию брака.
• Срез на концах витков шайб должен быть плоским. Сколы металла, не выводящие значение параметра «m» (см. чертеж исполнения №1) за пределы допустимых отклонений, в число браковочных признаков не входят.
• Кромка, сформированная опорной поверхностью изделия и плоскостью среза должна быть, по возможности, максимально острой.
• К дефектам не причисляется трапециевидная конфигурация поперечного сечения пружинной шайбы, не выходящая за пределы параметра «s» — на чертеже это высота витка.
• Гровер не должен давать трещин и переламываться, если концы подвергаются изгибу на угол, составляющий 45°.

Как ставить гровер шайбу?

В целом рассматриваемое изделие не существенно отличается от обычного варианта исполнения. Именно поэтому особенностями установки можно назвать следующее:

1. Располагается между гайкой и основным элементом.
2. Может идти в комплекте с обычной гайкой.

Именно простота эксплуатации определяет большое распространение рассматриваемого изделия.

Какие требования должны соблюдаться при создании стопорных шайб?

Если придерживаться ГОСТа, то твёрдость всех изделий этого вида должна составлять от 41,5 HRB до 49,5. Если детали изготовлены из бронзового материала, то показатели твёрдости должны возрасти в два раза и быть минимум 90 HRB. Если в производстве крепёжных элементов была использована 70-я марка стали, то показатель прочности может быть немного увеличен.

Кромка, в том месте, где находится срез, в обязательном порядке должна быть заострена. Вся поверхность изделия должна быть идеально ровной, на ней не должно быть никаких микротрещин и признаков коррозии. Также обязательно проверяется, нет ли на поверхности окалин или заусениц. В то месте где располагается срез, допустимы небольшие огрехи, только лишь потому, что это место никак не повлияет на качество функциональности шайбы. Но есть условие, что недочёты не делают саму деталь размером, который превышает норматив. Срезы на концах шайбы должны быть плоскими. Толщина изделия вымеряется по наивысшей точке высоты детали.

В том случае если на изделия нанесение металлического покрытия выполняется катодным восстановлением, они обязательно должны пройти обеззараживание. Детали проверяются на качество таким образом: готовая шайба трижды подвергается сжатию до абсолютно плоского состояния и находится в таком положении 24 часа. Затем вымеряется высота от одного разведённого конца до другого. Она должна быть не больше 1/6 от самой толщины изделия. На поверхности детали ни в коем случае не должно появиться никаких трещин и уж тем более она не должна сломаться, когда её концы загнуты под углом в 45 градусов.

Каждая готовая партия продукции перед поступлением в продажу проходит проверку внешних показателей. Для этого отбирается произвольное количество деталей и проверяется их размер, вязкость, твёрдость пружинистость, а также проверяется покрытие на уровень качества. Для этого они тщательно рассматриваются через лупу с трёхкратным увеличением.

Для проверки параметров используется штангенциркуль или инструмент для измерения, который установлен ГОСТом. Твёрдость шайб определяется теми же критериями. Для того чтобы проверить показатели вязкости один из концов шайбы зажимается в тиски, а другой, с помощью разводного ключа, загибается для увеличения размера зазора, расположенного между концами. Для того чтобы проверка считалась пройденной, измеряется расстояние между губами тисков и ключом, если оно составляет половину диаметра шайбы, то деталь может использоваться в работах.

Определить пружинистость помогает сжатие её до плоского состояния, эта процедура проделывается три раза. Также этот показатель может определяться другим способом: на болт, длинного размера, надевается около 10–15 шайб, а сверху на них накручивается гайка, прижимая изделия, друг к другу. В таком положении они должны находиться сутки, после этого проверяется насколько плотно зафиксированы детали.

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:

1. Со временем основные свойства снижаются.
2. Механическое повреждение может стать причиной выхода из строя.
3. Воздействие тепла также негативно отражается на основных свойствах.

Допускается применять шайбу рассматриваемого типа в машиностроительной и других областях. При этом учитывается то, что степень фиксации относительно невысокая.