Шайбы – для чего они нужны?
Данная информация взята с сайта компании «РДС Строй» https://rdstroy.ru
Со страницы https://rdstroy.ru/news/shayby-dlya-chego-oni-nuzhny/
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
Данная информация взята с сайта компании «РДС Строй» https://rdstroy.ru
Со страницы https://rdstroy.ru/news/shayby-dlya-chego-oni-nuzhny/
вес, что это такое, фторопластовая и металлическая конусная шайба, корончатая и квадратная, кровельная и зубчатая, другие виды
Шайбы широко применяются при создании различных крепежных соединений, но узнать что это такое, а также определить нужный вес и размерные параметры изделия способен далеко не каждый домашний мастер. Классификация изделий включает деление по множеству признаков — от типа исполнения до материала изготовления. Понять, чем отличается фторопластовая и металлическая конусная шайба, корончатая и квадратная, кровельная и зубчатая, другие виды таких метизов, поможет подробный рассказ об их индивидуальных особенностях и назначении.Что это такое?
Шайба представляет собой металлическое или полимерное изделие, входящее в многосоставные крепежные соединения. Она нужна для увеличения плоскости опоры, с которой контактирует винт или болт.
В соединениях, где можно повредить мягкий материал поверхности, шайбу подкладывают под гайку. Если деталь требует герметизации стыка, используют силиконовые или фторопластовые изделия. Для машиностроительной, станкостроительной, других отраслей применяется продукция из металлов и сплавов, в том числе нержавеющих, цветных. Стандартная шайба выглядит как плоская деталь с цельной поверхностью, встречаются варианты с прорезью или с насечками. Также выпускаются зубчатые элементы с зацепами по внутреннему или наружному диаметру.
Обозначение шайбы при изготовлении включает класс точности — A, C, а также 1 или 2 тип исполнения.
Отличия от гайки
Шайба хоть и является составным компонентом винтового соединения наравне с гайкой, имеет существенные отличия. Основное из них заключается в отсутствии резьбы. У гайки она обеспечивает надежное соединение с болтами, стержнями, винтами. Шайба не несет в себе крепежных функций, выступает, скорее, в качестве прокладки или изолирующего компонента.
Есть отличия и в форме изделий. У гаек есть наружные грани, позволяющие облегчить монтаж. Ключ цепляется за них, позволяя провернуть и зафиксировать или отвинтить изделие. Наружная поверхность шайбы чаще всего гладкая, в некоторых случаях зубчатая. Отличаются и материалы изготовления, и прочностные характеристики, и даже толщина.
Основные требования
Шайбы являются стандартизированными изделиями, которые должны соответствовать определенным требованиям. Среди них — отсутствие видимых дефектов. На поверхностях изделий не допускается наличие заусенцев и острых кромок, трещин и надрывов, следы ржавчины тоже считаются недопустимыми. По классу точности изделия могут относиться к классу A или C, иметь плоскую круглую, косую квадратную или зубчатую форму.
Изготовление может осуществляться с покрытиями или без них. На индивидуальной основе осуществляется термическая обработка продукции на производстве. Для стальных шайб класса точности A установлены показатели твердости на уровне 140HV, для C — не менее 100HV.
Обзор видов
Для крепления поликарбоната и кровельных конструкций, для проволочного лотка и фиксации в болтовом соединении и в комплекте с винтами используются шайбы, позволяющие надежно изолировать или прочнее зафиксировать детали. Существуют узкоспециализированные разновидности таких изделий — для дверных петель, электротехники, маслостойкие для машин и механизмов.
Чаще всего для болта с резьбой изготавливают шайбы из нержавеющей стали, оцинкованные, из цветных сплавов. Бывают они и неметаллическими, из силикона, текстолита. Все виды шайб можно поделить на группы, согласно их форме, размеру и другим характеристикам.
- Изолирующая. Эта категория изделий должна иметь диэлектрические свойства, поскольку применяется в качестве прокладки между материалами с высокой проводящей способностью. Чаще всего используется текстолитовая шайба, обладающая достаточно длительным сроком службы.
- Контактная. Этот тип шайб имеет на рабочей поверхности насечки или рубцы, направленные радиально. Изготавливаются изделия из пружинистой стали. Такое сочетание дает возможность сделать контакт в месте соединения максимально плотным.
- Уплотнительная. Изделия этого типа широко применяются в автомобильной промышленности, а также при создании гидравлических систем и оборудования. При установке между элементами крепления они выступают в роли уплотнительного и герметизирующего элемента.
Для изготовления таких шайб используются пластичные материалы, в том числе мягкие металлы — медь или устойчивые к коррозии сплавы.
- Косая. Шайбы этого типа имеют клиновидное сечение. Они необходимы для соединения двутавровых балок, швеллеров и других видов металлопроката, в которых требуется компенсировать уклон плоскостей.
- Коническая и сферическая. Шайбы особой формы, предназначенные для снижения давления на опорную плоскость. Они обладают амортизирующими свойствами, обеспечивающими компенсацию перекосов и люфтов, возникающих в месте соединения. Изначально их создали для крепления заготовок во время станочной обработки, конусная или сферическая форма выбирается в зависимости от особенностей монтажной плоскости.
- Расходомерная. Элемент конструкции трубопровода в виде плоского кольца с отверстием в центре. Изделие устанавливается между фланцами, выполняет роль диафрагмы. Отверстие имеет по краям заостренные под 45 градусов входные кромки.
- Центрирующая. Под этим названием известны элементы конструкции акустических систем. Шайба входит в состав динамиков, обеспечивает линейное перемещение их диффузоров.
- Развальная. Специализированные шайбы для использования в автомобильной промышленности.
- Распорная. Разновидность элементов крепежа, изготавливаемая из углеродистой стали. Шайба компенсирует давление на опорную поверхность, предотвращая ее повреждение.
- Маслоотражательная. Изделия этого типа используются для защиты подшипника от залива смазочными материалами. Деталь относится к уплотнительным элементам, имеет дополнительные зазоры на кольцеобразной поверхности.
- Дистанционная. Особый тип элементов, устанавливаемый в мебельных конструкциях. Помимо плоского кольца, он имеет трубчатую часть в виде втулки. Такие элементы востребованы в подъемных механизмах.
- Быстросъемная или опорная. Она имеет оригинальную геометрию поверхности, обеспечивает легкий монтаж без дополнительных приспособлений. Снять шайбу тоже достаточно легко.
- Дроссельная. Особая категория изделий, устанавливаемых в газопроводах, паропроводах, системах отопления для повышения сопротивления среды. Их конструкция бывает дисковой или камерной, сечение — постоянным или переменным. Такие шайбы отвечают за регулировку уровня сопротивления в системе, помогают контролировать интенсивность и равномерность расхода теплоносителей или иных сред.
Существуют и базовые разновидности, наиболее широко распространенные при формировании винтовых соединений. Такие типы шайб применяются в самых разных сферах деятельности, обычно не имеют узкой специализации.
Плоские
Самый распространенный вид шайб. Изделия могут иметь округлую или квадратную форму, чаще всего изготавливаются из металла, но могут быть фторопластовыми, а также из других типов пластика. Размерный ряд плоских шайб самый широкий, они могут быть усиленными, уменьшенными или увеличенными.
Квадратные варианты чаще всего используются при сборке конструкций из древесины с аналогичным сечением. Усиленные плоские шайбы имеют большую толщину. Это необходимое условие для уменьшения деформационного воздействия на плоскость детали.
Уменьшенные
Относятся к категории плоских шайб. Отличаются площадью контактной поверхности. Она меньше, чем у стандартных вариантов.
Увеличенные
Большие квадратные или округлые плоские шайбы этого типа применяются при сборочных работах. Увеличенная площадь контактной поверхности позволяет обеспечивать более близкое прилегание элементов.
Пружинные
Также эта шайба может именоваться разрезной или гровером. Обычно имеет вид пружины в 1 виток, в которой есть зазор, направленный против хода вращения. При установке пружинных шайб удается получить резьбовое соединение, обеспечивающее максимальную плотность прилегания без риска развинчивания. Фиксация происходит при помощи особой кромки на изделии. Она врезается в плоскость опоры, заклиниваясь в ней.
Двухвитковая пружинная шайба применяется при монтаже железнодорожных путей. Одновитковая имеет более широкое назначение. Для ее изготовления выбирают не прутки или металл в листах, а проволоку только определенных сортов стали. Волнистые пружинные шайбы изготавливаются из стали с покрытием из цинка или оксидированием.
Прямоугольные
Этот вид плоских металлоизделий аналогичен квадратным и округлым, но имеет иное сечение. Основная сфера применения — монтаж конструкций из массива древесины.
Гроверы
Под этим наименованием скрываются все те же пружинные шайбы, изготавливаемые согласно ГОСТу 6402. Концы такого фиксирующего метиза расположены в разных плоскостях.
Стопорные
Контровочная шайба предназначается для застопоривания резьбового соединения. Такие изделия имеют зубчатую внутреннюю или наружную поверхность. В процессе затягивания крепления самоконтрящаяся часть деформируется, выступая в роли клиновых фиксаторов. Стопорная шайба, оснащенная лапкой или носком, позволяет предотвратить раскручивание болта. Ее выступающий элемент в ходе монтажа отгибается в сторону граней гайки.
К стопорным относятся и корончатые шайбы, имеющие многолапчатую конструкцию. Их изготавливают из стали и более мягких металлов. Так называемая «звездочка» тоже является стопорной шайбой, имеет наружные зубцы. Замковые разновидности применяются для предотвращения осевого смещения.
Такие шайбы подходят для установки в местах, не требующих предварительного затягивания.
Антивибрационные
Особая категория шайб — виброкомпенсирующая. Она предназначена для установки в металлических каркасах, в местах их контакта с основанием, для предотвращения передачи структурного шума в точках крепления. Изготавливают такие изделия из синтетических эластомеров, чаще всего каучуковых.
Материалы и покрытия
Шайбы различного назначения чаще всего делают из металла, им присваивается класс прочности, соответствующий типу исполнения. Например, для эксплуатации в агрессивных средах применяют коррозионно-устойчивые стали 20Х13 или цветные сплавы. Бронзовая, алюминиевая, латунная, медная шайба подойдет как нельзя лучше. Также популярны варианты из нержавеющей стали, а высокопрочные изделия получают при добавлении легирующих компонентов — чаще всего хрома (40Х).
Учитывать приходится и другие требования. Шайбы класса 4.8 или 5.8 не хромируются, их делают из стали 10 или 20. Если нужны более высокие показатели, берется незакаленный состав 20Г2Р.
Нанесение защитного слоя положительно влияет на характеристики изделия. Покрытие может быть таким.
- Оцинкованным. Наружный защитный слой наносят по методу горячего или гальванического цинкования.
- Кадмированным. Оно наносится на медные шайбы, эксплуатируемые в пресной и соленой воде, для защиты от влияния агрессивных сред.
- Многослойным в комбинации из меди, хрома и никеля. Наносится гальваническим способом. Изделие получает защиту от быстрого износа, влияния кислот и щелочей.
Для акустических систем и декоративных конструкций, других монтажных соединений в электротехнике или других областях применяют нейлоновые, силиконовые, фторопластовые, текстолитовые шайбы. Они обладают достаточной эластичностью и плотностью контакта, имеют длительный срок службы.
Размеры и вес
Размерные параметры шайб определяются в зависимости от применяемой системы стандартизации — по DIN или ГОСТу, разница незначительная, но маркировка может отличаться. Куда более важна ширина полей, определяющая разницу во внешнем и внутреннем диаметре. Масса во многом зависит от материала, из которого изготовлено изделие, например, большая стальная шайба точно будет массивнее силиконовой или фторопластовой. Размер определяется внутренним рабочим диаметром.
Самые востребованные варианты стоит рассмотреть более подробно.
- Плоские по DIN 125. Размер варьируется от M3 до M24 при весе 0,12-32,3 г. У нержавеющих внутренний диаметр представлен вариантами M5,3-M12. Масса от 0,5 до 6,27 г.
- Пружинные или гроверы по DIN 127. Выпускаются в размерном диапазоне M4-M16 с массой 0,38-8,93 г. Нержавеющие варианты более тяжелые, весят от 0,5 г.
- С внутренними зубцами по DIN 6798 J. Производятся в размере M3,2 с весом изделия 2,33 г.
- Кузовные DIN 9021. Увеличенные (с широкой площадкой) имеют размеры M3-M20 и вес 0,34-76,92 г. В нержавеющем исполнении тоже встречаются. Самый ходовой размер M10,5 при весе 15 г.
- С наружными зубцами DIN 6798 A. Выпускаются в размере M8,2 при весе 2,33 г для изделия из нержавеющей стали.
Плоские стальные и оцинкованные шайбы нормируются в России по ГОСТу 11371-78 или ГОСТу 18123-82. Кузовные и увеличенные должны соответствовать ГОСТу 6958-78. Гроверы выпускаются с внутренним диаметром от 4 до 48 мм, весом от 0,12 до 14,5 г. Стандарт для них — ГОСТ 6402-70.
Сферы применения
Шайбы востребованы в самых разных сферах деятельности. Их применяют при сборке мебельных конструкций, соединении строительных элементов, монтаже трубопроводов и линейных коммуникаций. Эластичные силиконовые варианты востребованы в быту. В промышленном производстве основными направлениями использования шайб можно назвать машиностроение, судостроение, станкостроение.
В зависимости от формы и исполнения определяется назначение шайбы. Например, косые необходимы для компенсации разницы углов деталей или плоскостей, ими крепят двутавровые балки. Контактные улучшают сцепление крепежных элементов с поверхностью. Стопорные необходимы для предотвращения отвинчивания деталей, они нужны в конструкциях неразъемного типа. Для компенсации динамических нагрузок и вибрации в машинах, механизмах используются пружинные шайбы.
ГОСТ, усиленные шайбы М6 и М8, М10 и М12, М16 и М20, другие размеры и их вес
Для проведения монтажных работ требуется большое количество различных крепежных деталей. При этом наиболее распространенным вариантом являются шайбы, которые обеспечивают надежную фиксацию. Сегодня мы поговорим о специальных увеличенных шайбах, их основных особенностях.
Особенности и назначение
Увеличенная шайба представляет собой стандартный плоский крепежный элемент, который обладает большим значением наружного диаметра и толщины. Основную информацию о таких деталях можно найти в ГОСТ 6958-78. В нем описана конструкция этих шайб, их размеры, масса, технические требования. Кроме того, многие требования, предъявляемые к качеству и процессу изготовления таких элементов, перечислены в особом стандарте din 9021. В отличие от стандартной плоской модели, которая имеет внешний диаметр чуть больше диаметра болта либо гайки, усиленные разновидности крепежей отличаются большими размерами и массой. Отношение диаметров внешней и внутренней части для увеличенных видов составляет 1: 3. Данные детали чаще всего не применяют в качестве отдельного приспособления, они применяются как вспомогательное крепежное изделие.
Увеличенные шайбы могут производиться из разных материалов. Наиболее популярным вариантом считаются модели, сделанные из стальной основы. Диаметр таких образцов чаще всего варьируется в пределах от 12 до 48 миллиметров, хотя в настоящее время продаются модели с меньшим показателем. Такие виды крепежей, как правило, принадлежат к классу точности А или С. Первая разновидность относится к группе повышенного уровня точности. Модели, относящиеся к ней, обладают большим значением диаметра по сравнению с группой С.
Усиленные модели станут оптимальным вариантом для болтового соединения, ведь они способствуют максимально равномерному распределению общей нагрузки на большой площади. В итоге уменьшается давление на опорную поверхность, обеспечивается надежность и сохранность готовой конструкции. Иногда данные детали используют вместе со шпильками, пружинными элементами, гайками. Такие шайбы следует приобретать, если вы собираетесь работать с тонколистными, хрупкими или мягкими материалами, так как в данных случаях не всегда можно брать другие крепежи, в том числе и болты.
Все шайбы обладают своими определенными геометрическими значениями. К ним можно отнести показатель внутреннего и внешнего диаметра, а также толщину. Маркировка крепежных элементов производится по метрическому диаметру конструкции. Перед покупкой подходящего набора с усиленными шайбами обратите внимание, чтобы на их поверхности не было царапин, сколов и других повреждений.
В противном случае это может сказаться на качестве будущего соединения. Хотя все стандарты допускают наличие маленьких заусенцев, неровностей и вмятин, которые не будут влиять на качество, эксплуатационные характеристики этих изделий.
Материалы
Для изготовления увеличенных крепежей такого типа могут использоваться различные виды металлов.
- Сталь. Для создания шайб подходящим вариантом является углеродистая, легированная и коррозионностойкая стальная основа. Данный материал считается наиболее прочным и надежным, кроме того, он не подвергается образованию коррозии. Как правило, в процессе изготовления крепежи дополнительно покрываются специальным оцинкованным нанесением, которое обеспечивает лучшую защиту шайбы от механических воздействий, позволяет повысить ее надежность и долговечность. Оцинкованная сталь является абсолютно безопасной с экологической точки зрения.
- Латунь. Данный металл для производства крепежей обладает сравнительно высокими механическими свойствами, устойчивостью к образованию коррозийного слоя. При этом латунь может быть двух основных типов: двухкомпонентная и многокомпонентная. Первый вариант включает в свой состав только цинк и медь. Он маркируется буквой Л. Вторая разновидность имеет в своем составе, помимо цинка и меди, свинец, железо, алюминий.
- Бронза. Данный материал обладает особой устойчивостью к коррозии. Он отличается высоким уровнем прочности. Нередко в сплав вместе с бронзой добавляют олово, никель, алюминий, что делает основу еще более стойкой и надежной.
- Алюминий. Такой легкий металл обладает высоким уровнем пластичности. Он имеет специальную тонкую оксидную пленку. Данное покрытие позволяет делать материал максимально устойчивым к появлению коррозийного налета. Кроме этого, алюминий отличается наиболее долгим сроком службы.
- Пластмасса. Шайбы, сделанные из этого материала, используются в строительстве нечасто, ведь пластик не обладает такой прочностью и надежностью, как металл. Но при этом такие детали иногда могут применяться для увеличения площади опоры головки гаек или болтов, что предотвращает рассоединение.
Размеры и вес
Металлические шайбы с увеличенным полем могут обладать разным диаметром и массой, поэтому перед приобретением таких крепежей следует обращать на это внимание. Чаще всего для проведения монтажных работ применяют образцы со значениями М4, М5, М6, М8, М10, М12, М14, М16, М20, М24, М27. Чем меньше будет показатель, тем меньшим весом обладает изделие. Так, масса 1 шт. М12 составляет 0,0208 кг, М20 обладает весом в 0,0974 кг.
Перед покупкой увеличенных шайб определенного размера учитывайте тип соединения, для которого они будут использоваться. Если вы будете применять их вместе с гайками или болтами, обращайте внимание на значение диаметра последних.
Правила монтажа
Чтобы шайба смогла обеспечить максимально надежную и крепкую фиксацию, необходимо правильно ее установить. Для начала нужно рассчитать, чтобы диаметр наружной части был равен диаметру внутренней части, который был умножен на три. В процессе монтажа шайба с увеличенным полем плотно фиксируется в месте между креплением и деталью, которая будет присоединяться. После этого надо с усилием затянуть всю крепежную конструкцию.
При установке стоит помнить следующие важные нюансы:
- не забывайте, когда есть возможность создания болтового соединения на мягкой поверхности, лучше все же воспользоваться усиленной шайбой, так как именно такой крепеж позволит сформировать большую опорную площадь;
- увеличенная опорная площадь дает возможность равномерно распределять все возникшее давление на поверхность, это делает соединительную конструкцию более прочной и стойкой;
- если в процессе монтажа вы будете ввинчивать гайку, то тогда лучше использовать такую шайбу в качестве дополнительного защитного элемента, ведь при установке гаек происходит сильно трение, что может привести к повреждению поверхности; увеличенная шайба в данном случае поможет предотвратить появление царапин и других повреждений на конструкции.
В следующем видео рассказывается о монтаже увеличенных шайб.
Шайба ГОСТ 11371-78. WikiСтатья.
Шайбы стандартные — непременный элемент любого болтового соединения. С развитием прикладной инженерии появились новые модификации классической шайбы. Однако доступность в стоимости изделия и простота при монтаже/демонтаже обеспечивают неизменную популярность плоской шайбе.
Назначение плоских шайб в соединение
Шайбы являются вспомогательными крепежными элементами и выполняют следующие функции:
- Распределение нагрузки по всей площади опорной поверхности. Наличие шайбы в соединении позволяет избегать непосредственного сопряжения головки болта (гайки) к прикрепляемому материалу. Это актуально при возникновении резких перепадов давления на строительный узел.
- Возможность применить большую силу при установке метрического стержня. Также происходит распределения временной нагрузки при монтаже.
- Упрощение монтажа/демонтажа. Метрический крепеж выполняется из одних и тех же видов стали или сплавов поэтому например, нержавеющие болты устанавливаются с гайками и шайбами соответствующего материала. Процесс соединения схожих элементов много проще и быстрее.
- Дополнительная защита от саморазвинчивания. Шайба выступает дополнительным столярным элементом в строительном крепежном узле.
- Защита покрытия рабочей поверхности от сколов, царапин при монтаже. Например, специальный антикоррозионный слой или лакокрасочный.
- Обеспечение надежного прилегания дополнительных элементов — различного вида прокладок. Большая площадь шайбы обеспечивает им уплотнение в назначенном месте, чего нельзя достичь во время фиксации гайки, болта.
- Уплотнение отверстия под соединение. Чтобы установить болт, шпильку, винт в отверстие, которое больше требуемого, применяют шайбу с номинальным диаметром применяемой резьбы. Это позволяет избежать проваливания узла из-за нестандартного отверстия, мягкого материала (древесины) или тонколистого.
- Выравнивание поверхности присоединения метрического крепежа. Шероховатости и неровности прежде закрывают шайбой, создавая для опорных элементов гайки или головки болта, винта ровную поверхность.
Метод и материалы для изготовления плоских шайб
Шайбы стандартные изготовляются методом холодной штамповки. Оборудование состоит из двух основных составляющих: пуансона и матрицы. Нижняя неподвижная часть повторяет формы будущего изделия, а верхняя, производя возвратно-поступательные движения, выбивает шайбы из поданного листа. Марки материалов по ГОСТ 18123-82 подразделяются по видам:
| Вид материала | Марка |
|
Углеродистые стали |
08, 08кп 10, 10кп Ст3 Ст3кп 15 20 35 45 |
|
Легированные стали |
40Х 30ХГСА |
|
Коррозионно- стойкие стали |
12Х18Н10Т 20Х13 |
| Латунь |
Л63 ЛС59-1 Л63 антимагнитная |
| Бронза | БрАМц9-2 |
| Медь | М3 |
|
Алюминиевые сплавы |
АМг5 Д1 АД1 |
Класс точности по ГОСТу 11371
ГОСТ 11371-78 регламентирует два класса исполнения 1 и 2.
Речь идет о разном исполнении элементов изделия. Для шайбы плоской расхождение заключается в наличии фаски на одной из ее опорной поверхности или отсутствии.
Изделия с фаской имеют более эстетический вид и препятствуют зацепу материала, который может участвовать в скрепляемом узле.
В европейском стандарте у ГОСТа 11371 существует два аналога — DIN 125 (класс точности А) и DIN 126 (класс точности С). В российском требования по изготовлению включены в рамке одного стандарта:
- класс точности А (исполнение 1 и 2)
- класс точности С (исполнение 1)
Отклонения внутреннего диаметра шайбы для класса точности С имеют больший допуск, чем для класса А.
Стоимость высокоточных изделий (класс А) выше как от российских производителей, так и азиатских.
ГОСТ 11371 включает в себя требования при приемке готовых изделий.
Проверяют следующие характеристики:
- внешний вид — не допускаются изделия с критическими и значительными дефектами
- геометрические параметры — для плоской шайбы главным параметров, влияющим на прямое назначение, является внутренний диаметр; теоретические значения и допуски указаны в таблице ГОСТа
- механические свойства — контроль твердости шайбы неразрушающим способом, после которого пригодность изделия приемлима, или разрушающим
- качество покрытия — визуальный осмотр и сверка с шаблоном, на котором слой должен быть ровным и без шероховатостей.
Ослабление резьбового крепежа: причины и меры борьбы
Главным преимуществом резьбовых крепежных изделий является то, что их можно демонтировать и использовать повторно. Однако это их свойство является также источником серьезной проблемы, как для машин, так и для строительных металлических конструкций. Эта проблема — непреднамеренное и самопроизвольное ослабление (самоотвинчивание) резьбового соединения — болтового, винтового или шпилечного.
1. Механизмы ослабления резьбового соединения
В большинстве резьбовых крепежных соединений прочность соединения обеспечивается путем создания в нем большой стягивающей нагрузки. Эта стягивающая нагрузка создается при контролируемой затяжке болтового соединения.
Рисунок 1 — Болтовое соединение с контролируемым натяжением
Ослабление резьбового соединения — это последующая потеря части этой стягивающей нагрузки. Это может происходить по двум причинам:
- Ротационное ослабление, которое часто называют самоотвинчиванием, происходит тогда, когда крепежное изделие, например, гайка, вращается относительно болта под воздействием внешних нагрузок, что приводит к уменьшению стягивающего усилия в соединении.
- Неротационное ослабление происходит тогда, когда отсутствует относительное движение между внутренней и наружной резьбой, но ослабление резьбового соединения все равно происходит.
2. Неротационный механизм отвинчивания гаек
Неротационное ослабление резьбового соединения может происходить как результат деформации самого резьбового крепежного изделия или соединения в целом. Это может происходить в результате локальной пластической деформации на опорных поверхностях болтового или винтового соединения.
Когда две опорные поверхности, например, детали и головки болта, приходят в контакт друг с другом, неровности на обеих поверхностях подвергаются значительной нагрузке. Поскольку фактическая площадь контакта может быть значительно меньше, чем видимая его площадь, то на этих неровностях возникают очень большие локальные напряжения. Величина этих напряжений даже при весьма умеренных нагрузках выше предела текучести материалов в болтовом соединении (рисунок 1).
Рисунок 2 — Увеличенная область контакта с неровностями контактирующих поверхностей [1]
Это приводит к тому, что поверхность частично проседает сразу после завершения операции затяжки болтового соединения. Это явление называют «просадка» (англ. embedding). Доля стягивающего усилия, которая теряется из-за просадки зависит от:
- жесткости болта и самого соединения,
- количества поверхностей, которые участвуют в соединении,
- шероховатости поверхностей и уровня напряжений, которые действуют в соединении.
При умеренных нагрузках начальная осадка соединения обычно приводит к потере стягивающего усилия в болтовом соединении на 1 до 5 % в течение первых секунд после затяжки болтового соединения. Когда это соединение впоследствии динамически нагружается внешними нагрузками, происходит дальнейшая осадка соединения в результате давлений, которым подвергаются его поверхности.
Ослабление резьбового соединения в результате просадки является особенно проблематичным для соединений, которые состоят из нескольких тонкостенных элементов и имеют небольшую общую толщину соединения.
3. Теория ослабления болтового соединения
В настоящее время признанной теорией самопроизвольного ослабления резьбового крепежа считается теория Юнкера (1969). Она была разработа по результатам испытаний болтов на испытательной машине Юнкера (рисунок 3).
Рисунок 3 — Испытательная машина Юнкера [1]
Основные положения теории Юнкера:
- Хорошо затянутое болтовое соединение ослабевает в результате отвинчивания гайки, если возникает относительное движение между резьбами болта и гайки и между смежными поверхностями гайки и прижатого материала.
- Поперечные динамические нагрузки создают намного более серьезные условия для самоотвинчивания, чем динамические осевые нагрузки.
- Радиальные перемещения под действием осевых нагрузок значительно меньше, чем те, которые возникают от поперечных нагрузок (рисунок 4).
- Наиболее частой причиной ослабления болтовых соединений является не вибрация, как часто считается, а движения в соединении, в частности, поперечные проскальзывание резьбы болтов и опорных поверхностей.
- Если к болту приложена достаточная осевая нагрузка, чтобы предотвратить поперечные перемещения в соединении, то не требуются никакие фиксирующие устройства, так как трение будет держать части соединения вместе.
Рисунок 4 — Поперечное перемещение в болтовом соединении [1]
В случаях, когда проскальзываний в соединении нельзя избежать, например, в соединениях для компенсации температурных расширений, то необходимо применять специальные меры и устройства для фиксации резьбового соединения, например, в случае болтового соединения, стопорение гаек.
4. Стопорные свойства болтов
4.1. Фланцевая головка
Более широкая головка болта — фланцевая головка — обеспечивает больше трения между головкой и поверхностью детали или элемента конструкции. При этом снижается поверхностное давление на опорные поверхности и тем самым снижается просадка соединения.
4.2. Рифленая головка
Рифление на опорной поверхности фланца головки выполняет функцию стопорения. При затяжке болта ребра рифления впиваются в поверхность конструкционного элемента и обеспечивают стопорящий эффект. Повреждение поверхности детали, особенно окрашенной, может быть препятствием для применения в некоторых случаях.
Если в болтовом соединении применяется рифленый болт, то и гайка в нем тоже должна быть рифленая [3] (рисунок 5). Это нужно для того, чтобы обеспечивать высокое трение на всех поверхностях соединения. В болтовом соединении с рифлеными болтом и рифленой гайкой шайбы не применяются.
Рисунок 5 — Болты и гайки с рифленой опорной поверхностью
5. Стопорные свойства гаек
В промышленности применяется несколько десятков различных типов стопорных элементов — стопорных гаек. Все они имеют общий принцип — заклинить резьбу гайки на резьбе болта. Это достигается различными методами: механическими или химическими. К механическим методам относятся стопорные гайки с деформированной резьбой, нейлоновыми и стальными стопорящими вставками. Химические методы основаны на повышении трения между резьбами за счет заклинивания их путем введения специальных химических составов, например, известные составы типа Locktite.
6. Стопорные свойства шайб
Шайбы относятся к крепежным изделиям, так как они участвуют в обеспечении прочности и надежности соединений. Неправильное применение шайб может приводить к снижению прочности соединения или увеличению риска его ослабления.
6.1. Плоские шайбы
При правильном выборе плоские шайбы (рисунок 6) могут способствовать снижению поверхностного давления на мягкие материалы и минимизировать потерю прочности сжимающего усилия за счет просадки. Опорная поверхность шайбы обычно больше, чем опорная поверхность болта или гайки.
Рисунок 6 — Круглая плоская шайба
Больший диаметр контактной поверхности дает большее усилие сопротивления трению. Поэтому, именно головка болта всегда вращается относительно шайбы при затягивании болтового соединения. Следовательно, она будет защищать менее прочный материал и тем самым снижать риск ослабления соединения при воздействии внешних сил.
В зависимости от применяемого класса прочности болта выбирают класс прочности шайбы. Выбор неправильной твердости шайбы может приводить к повышенному риску ослабления соединения, а также, если материал является слишком мягким чтобы поддерживать головку болта без просадки [2].
6.2. Пружинные (гроверные) шайбы
Обычно считается, что пружинные гроверные шайбы (рисунок 7) снижают риск ротационного ослабления болтового или винтового соединения. Главная цель этой пружинной шайбы — снижать потерю стягивающего усилия, которое происходит вследствие просадки болтового соединения. Поэтому, если правильно применять эту шайбу, то будет снижаться риск отвинчивания под воздействием динамических нагрузок.
Рисунок 7 — Пружинные (гроверные) шайбы [3]
Однако часто эти шайбы имеют чрезмерную прочность и поэтому приводят к более высокому риску ослабления соединения из-за просадки и/или динамических нагрузок [2]. Пружинные шайбы должны иметь прочность, которая достаточна, чтобы выдержать стягивающее усилие болтов класса прочности 5.8, когда они затянуты на полную прочность. При работе с такими болтами пружинные шайбы снижают потерю стягивающей нагрузки и тем самым снижают риск ослабления болтового соединения под воздействием динамических сил. Кроме того, кромки пружинной шайбы создают механическое зацепление за относительно мягкую поверхность, что дает дополнительный стопорящий эффект.
Эффективность пружинных шайб становится очень низкой, когда их применяют с термически упрочненным крепежом класса 8.8 и выше. Пружинное усилие шайбы является в этом случае слишком малым, а кромки шайбы не способны врезаться в твердую поверхность болта или гайки. Если пружинные шайбы применяются с высокопрочным крепежом, то они фактически создают повышенный риск для надежности соединения, так под воздействием высоких нагрузок могут разъехаться и сломаться.
6.3. Гроверные шайбы при поперечной вибрации
На рисунке 8 представлены резултьтаты вибрационных испытаний на машине Юнкера болтовых соединений М10 с гроверной шайбом и без нее. Амплитуда вибрации составляла +/- 0,5 мм [1].
Результаты испытаний показали, что установка пружинной шайбы под головку болта может приводить к его самоотвинчиванию быстрее, чем для болта без такой шайбы [1]. Аналогичное мнение об эффективности пружинных шайб по стопорению болтов и гаек высказано в известном руководстве по проектированию крепежа NASA [3].
Рисунок 8 — Испытания болтов на машине Юнкера:
«болт с гроверной шайбой» и «болт без шайбы»
6.4. Другие стопорные шайбы
Рисунок 9 — Тарельчатые шайбы: а — гладкие, б — рифленые [3]
Рисунок 10 — Зубчатые шайбы [3]
7. Применение контргаек
Эти гайки обычно стопорят друг друга, как это показано на рисунке 9. До сих пор идут споры, какая из гаек должна быть снизу — толстая или тонкая [3].
Рисунок 11 — Стопорение контргайкой [3]
Однако, есть мнение, что этот тип стопорения является слишком непредсказуемым, чтобы быть надежным [3]. Если внутренняя гайка затянута сильнее, чем наружная, то она «потечет» до того, как наружная гайка будет затянута до своей полной нагрузки.
С другой стороны, если наружная гайка затягивается больше, чем внутренняя гайка, то внутренняя гайка будет разгружаться. При этом наружная гайка начнет «течь» до того, как внутренняя гайка наберет свою полную нагрузку.
Это значит, что очень трудно получить правильную затяжку для каждой из этих двух гаек. Поэтому, считается [3], что самоконтрящие гайки являются намного более практичным выбором для стопорения, чем гайка и контргайка. Однако, например, в случаях, когда болтовое соединение не несет осевой нагрузки, применение контрящей гайки может быть вполне оправдано.
8. СТО НОСТРОЙ 2.10.76-2012 о стопорении резьбовых соединений
СТО НОСТРОЙ 2.10.76-2012 «Болтовые соединения» [4] по-разному подходит к стопорению различных типов соединений. Это в целом соответствует подходу на основе теории Юнкера.
8.1. Три основных типа болтовых соединений
- Фрикционные (сдвигоустойчивые) соединения. В этих соединениях сдвигающие усилия воспринимаются силами трения, действующими на контактных поверхностях соединяемых элементов в результате натяжения болтов на проектное усилие.
- Срезные соединения. В этих соединениях сдвигающие усилия воспринимаются сопротивлением болтов срезу, а соединяемых элементов — смятию.
- Фрикционно-срезные соединения. В этих соединениях учитывается как сопротивление болтов срезу, так соединяемых элементов — смятию и трению.
Фрикционные соединения — это соединения с контролирумым натяжением на высокопрочных болтах, а срезные и фрикционно-срезные — соединения с неконтролируемым натяжением.
8.2. Требования по стопорению соединений
Для фрикционного соединения каждый болт (высокопрочный) устанавливается в соединение с двумя круглыми шайбами (одна ставится под головку болта, другая — под гайку). Высокопрочные болты с увеличенным размером головки под ключ, при разности номинальных диаметров отверстий и болтов до 4 мм, допускается устанавливать с одной шайбой под вращаемым элементом (гайкой или головкой болта). Никаких дополнительных мер по стопорению гаек не производится. Особое внимание уделяется подготовке контактных опорных поверхностей болтов, гаек и шайб для обеспечения на них высоких усилий трения.
В срезных соединениях допускается установка под гайкой двух плоских шайб. Под головкой болта шайбу допускается не устанавливать. Для предотвращения самоотвинчивания гаек, их дополнительно закрепляют постановкой специальных шайб или контргаек. При этом конкретные виды шайб не указываются. Для болтов, работающих на растяжение, закрепление гаек рекомендуется осуществлять исключительно постановкой контргаек.
В конструкциях, воспринимающих статические нагрузки, гайки болтов, затянутых на усилие 50–70 % от минимального предела прочности болта на растяжение, допускается дополнительно не закреплять. При этом резьба болтов не должна попадать на плоскость среза.
Читайте также: Механический крепеж в строительных конструкциях
Источники:
1. Self-loosening of threaded fasteners, Fastener + Fixing Technology, № 2, 2011. http://www.boltscience.com/pages/self-loosening-of-threaded-fasteners.pdf
2. Stop Loosening of Fasteners, www.fastenerandfixing.com
3. Fasteners Design Manual, NASA, 1990, https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19900009424.pdf
4. СТО НОСТРОЙ 2.10.76-2012 «Болтовые соединения», 2012
Смотрите также:
Навесные вентилируемы фасады
Декоративные элементы фасада
Шайбы 8, 10, 12, 16, 20. Стандарты. Особенности применения
Резьбовой крепеж — болты, гайки, шайбы, шпильки — выпускается в большом разнообразии диаметров, однако наиболее популярными являются 8, 10, 12, 16, 20 мм. Метизы такой размерности широко применяются как быту, так и во всех отраслях народного хозяйства. Увеличенные и обычные плоские шайбы 8, 10, 12, 16, 20 мм предназначены для комплектации болтов и гаек соответствующего диаметра. Поставляемые в комплекте болт, гайка и шайба называют болтокомплектом.
Диаметр шайбы, который указывается в стандартах, запросах на покупку крепежа, соответствует наружному диаметру болта, винта, шпильки. Фактический диаметр внутреннего отверстия метиза, в зависимости от класса точности и размера на 0,1мм — 4,0мм больше.
Ниже обзор по крепежным шайбам диаметром 8, 10, 12, 16, 20 мм.
Шайбы 8
Шайбы для резьбовых деталей с наружной резьбой 8 мм выпускают по стандартам:
-
ГОСТ 11371, DIN 125 — плоские обычные
-
ГОСТ 6958, DIN 9021 — плоские увеличенные
-
ГОСТ 10463, DIN 6798А — стопорные с зубом
-
DIN 127 — пружинные прямоугольного сечения
-
ГОСТ ГОСТ 6402, DIN 7980 — пружинные квадратного сечения
Шайба 8 применяется для комплектации болтов, винтов, шпилек с диаметром наружной резьбы 8 мм. По стандартам ГОСТ 11371 и DIN 125 внутренний диаметр метизов для класса точности А составляет 8,4 мм, класса точности С — 9 мм. Шайбы 8, как и шпильки, винты, болты М8, очень популярны для домашнего конструирования. Увеличенные шайбы незаменимы при сборке деревянных конструкций — беседок, навесов, заборов. В машиностроении востребованы пружинные шайбы Гровера, предотвращающие самопроизвольное отвинчивание. Резьбовой крепеж комплектуется шайбой с аналогичным покрытием.
Шайбы 10
Производство шайб 10 регламентируется следующими стандартами:
-
ГОСТ 11371, DIN 125 — плоские обычные
-
ГОСТ 6958, DIN 9021 — плоские увеличенные
-
ГОСТ 10463, DIN 6798А — стопорные с зубом
-
DIN 127 — пружинные прямоугольного сечения
-
ГОСТ ГОСТ 6402, DIN 7980 — пружинные квадратного сечения
Крепеж — болты, винты, шпильки, гайки — М10 ввиду оптимального соотношения цены, размеров и прочностных характеристик является высоко востребованным во всех отраслях народного хозяйства, в промышленности и в быту. Шайбы 10, которыми комплектуется такой крепеж, имеют внутренний диаметр отверстия для класса точности А 10,5 мм, класса точности С — 11,0 мм. Уникальность данного размерного ряда также заключается в том, что специальными фигурными шайбами 10 комплектуются норийные болты. Крепеж имеет узкую специализацию и предназначен для крепления ковшей к резиновой транспортерной ленте. Применяется на элеваторах, пищевых, горнодобывающих, химических предприятиях.
Шайбы 12
Выпуск шайб 12 нормируется следующими нормативными документами:
-
ГОСТ 11371, DIN 125 — плоские обычные
-
ГОСТ 6958, DIN 9021 — плоские увеличенные
-
ГОСТ 10463, DIN 6798А — стопорные с зубом
-
DIN 127 — пружинные прямоугольного сечения
-
ГОСТ ГОСТ 6402, DIN 7980 — пружинные квадратного сечения
Шайбы 12 предназначены для комплектации резьбового крепежа М12 — болтов, шпилек, винтов, гаек. Внутренний диаметр обычных и увеличенных плоских шайб по классу точности А — 13,0 мм, классу точности С — 13,5. Пружинные и плоские шайбы 12 в комплекте со шпильками и болтами часто применяются в инженерных системах, при сборке фланцевых соединений.
Шайбы 16
Шайбы 16 производятся по отечественным и немецким стандартам:
-
ГОСТ 11371, DIN 125 — плоские обычные
-
ГОСТ 6958, DIN 9021 — плоские увеличенные
-
ГОСТ 10463, DIN 6798А — стопорные с зубом
-
DIN 127 — пружинные прямоугольного сечения
-
ГОСТ ГОСТ 6402, DIN 7980 — пружинные квадратного сечения
-
ГОСТ Р 52646 — высокопрочные
Отличительная особенность метизных изделий диаметром 16 мм — с этого размера начинается высокопрочный крепеж в соответствии с ГОСТ Р 52646. Болты, гайки, шайбы высокопрочные в соответствии с ГОСТ Р 52646-52646 применяются для сборки металлоконструкций. Шайбы 16 и других типоразмеров в соответствии с ГОСТ Р 52646 отличаются высокой твердостью (35-45 ед. HRC), подвергаются закалке и отпуску.
Шайбы 20
Шайбы 20 выпускаются по стандартам:
-
ГОСТ 11371, DIN 125 — плоские обычные
-
ГОСТ 6958, DIN 9021 — плоские увеличенные
-
ГОСТ 10463, DIN 6798А — стопорные с зубом
-
DIN 127 — пружинные прямоугольного сечения
-
ГОСТ ГОСТ 6402, DIN 7980 — пружинные квадратного сечения
-
ГОСТ Р 52646 — высокопрочные
Распространенный крепеж при достаточно высоких нагрузках — шайбы 20 мм. Такие метизы больше используются для комплектации болтов, гаек, шпилек при решении серьезных задач. Гроверы, увеличенные и плоские шайбы особо востребованы в строительстве, тяжелом машиностроении, автомобилестроении, при сборке промышленного оборудования. Внутренний диаметр шайб 20 для класса точности А составляет 21 мм, класса точности С — 22 мм. Высокопрочные шайбы 20 по ГОСТ Р 52646 применяются в болтокомплектах для сборки строительных металлоконструкций.
Компания Машкрепеж — крупный оптовый поставщик крепежных изделий в РФ. Постоянно в наличии большой выбор пружинных, плоских, увеличенных, стопорных шайб в том числе диаметром 8, 10, 12, 16, 20 мм.
»Шайба штабелирования с болтами A325
Да, в некоторых случаях штабелирование шайб F436 допускается, но не во всех случаях.
Исследовательский совет по конструкционным соединениям (RCSC) в Спецификации конструктивных соединений с использованием высокопрочных болтов, 31 декабря 2009 г., стр. 16.2-12, говорит:
«При необходимости следующее приращение длины болта может быть указано с помощью шайб ASTM F436 в количестве , достаточном для исключения резьбы из плоскости среза и обеспечения возможности установки узла с соответствующими резьбами, включенными в рукоятку для надлежащего установка.”
Далее в том же разделе они говорят:
«Чтобы определить требуемую длину болта, значение, указанное в Таблице C-2.2, должно быть добавлено к рукоятке (т. Е. Общая толщина всего соединяемого материала, без шайб). Для каждой используемой шайбы ASTM F436 добавьте 5/32 дюйма; для каждой шайбы со скосом добавьте 5/16 дюйма. Приведенные в таблице значения обеспечивают соответствующие допуски на изготовление, а также достаточную резьбу ».
На основании вышеупомянутых отрывков можно было разумно предположить, что использование нескольких шайб для достижения такой цели, как удерживание резьбы от плоскости сдвига, является приемлемым.
Мне удалось найти один случай, когда штабелирование шайб запрещено. В том же документе, в таблице 6.1 на стр. 16.2-45, при обсуждении требований к шайбам F436 толщиной 5/16 дюйма, которые должны использоваться с A490 с отверстиями увеличенного размера или с прорезями, они говорят:
«Несколько шайб общей толщиной 5/16 дюйма или больше не удовлетворяют этому требованию».
Получается, что при использовании шайб F436 для компенсации длины болтов штабелирование шайб допускается, однако, если шайбы F436 толщиной 5/16 дюйма указаны с болтами A490 и отверстиями увеличенного размера или с пазами, просто сложите две обычные шайбы F436 друг над другом. не удовлетворяет этому требованию.
10 хитростей, которые инженеры должны знать о крепежных деталях — EngineerDog
Вы ожидаете, что инженер знает все о базовом предмете, таком как гайки и болты, верно? Крепежные детали — одна из тех тем, которые на первый взгляд кажутся простыми, но, оказывается, имеют гораздо большую глубину, чем вы ожидали. Ниже приведены 10 уловок по этому «основному» предмету, которые могут вас удивить!
ОБНОВЛЕНО, МАРТ 2017: Мне стало известно, что есть данные тестирования, которые делают контраргумент моему первому пункту этой статьи.В интересах прозрачности и хорошей научной дискуссии я предоставил ссылки на все источники, упомянутые в конце пункта №1. Столкнувшись с противоречивыми результатами тестирования, если мы предположим, что методология и целостность всех источников безупречны, разумно сделать вывод, что ваши результаты могут отличаться. Многие факторы могут существенно повлиять на результаты испытаний, в том числе отклонения от производственного процесса, крепежа и зажимаемых материалов, термообработки, обработки поверхности, условий окружающей среды и диаметра болта.
1. Разъемные шайбы экспериментально доказали свою неэффективность стопорные устройства. и могут даже помочь самоотвинчиванию с течением времени. И все же я вижу эти штуки в использовании везде , так что дает?
Теоретически предполагается, что разрезные шайбы (также известные как стопорные шайбы или шайбы с винтовой пружиной) сжимают гайку между гайкой и монтажной поверхностью при их затяжке. В этот момент предполагается, что острые края шайбы вонзятся в гайку и монтажную поверхность, чтобы предотвратить вращение против часовой стрелки.
На практике разрезная шайба не имеет преимуществ на твердых поверхностях и фактически не препятствует вращению. Проблема в том, что разрезные шайбы приводят к плохим пружинам и выходу из строя лишь после небольшого процента (порядка 10%) от общей зажимной нагрузки болта.
Единственный случай , когда разрезная шайба может оказаться полезной, — это ее крепление на мягких легко деформируемых поверхностях, таких как дерево, где упругость и острые края шайб действительно могут работать.
Доказательства против раздельных шайб начали накапливаться в 1960-х, когда джентльмен по имени Герхард Юнкер опубликовал некоторые из своих лабораторных экспериментов. Он изобрел машину специально для , проверяя влияние вибрации на резьбовые соединения. Первое, что он обнаружил, это то, что поперечные вибрационные нагрузки вызывают гораздо больший эффект разрыхления, чем осевые колебания. Хорошо знать.
Его второе открытие было сделано путем построения графика зависимости натяжения болта от циклов вибрации для создания «диаграммы затухания предварительного натяга».Когда он сравнил разрушение предварительного натяга комбинации болта и разрезной шайбы с болтом из-за его одиночества, он обнаружил, что разрезная шайба вызвала более быстрое ослабление соединения, как показано ниже. *
Не волнуйтесь, есть варианты лучше. Химические ящики, такие как Loctite, контргайки с деформированной резьбой и гайки Nyloc , должны быть вашими повседневными запирающими устройствами. Если у вас есть деньги, которые можно сжечь, то, вероятно, лучше всего подойдут клиновые стопорные шайбы (Nord-lock) и зубчатые фланцевые гайки
.
Когда на кону стоит жизнь, вы можете использовать «принудительное запирающее устройство», такое как корончатая гайка или шлицевая гайка. Никакая вибрация не нарушит соединение такого типа:
Поскольку этот обязательно вызовет волнение, когда вы упомянете о нем, ребята из офиса, я привел свои источники ниже.
A) Статья 1 на сайте boltscience.com и статья 2 на сайте Boltscience.com и статья 3 на сайте Boltscience.com, все признают разъемные шайбы
B) PDF-файл от компании hillcountryengineering.com condeming split washers
D) Великолепное видео, показывающее фактические испытания и создание диаграмм затухания предварительной нагрузки.
* E) Альтернативное видео тестирования №1, в котором приводится контраргумент в пользу раздельных шайб.
* F) Альтернативное видео тестирования № 2, в котором приводится контраргумент в пользу раздельных шайб.
.
№2. На соединения с двойной гайкой и контргайками влияет порядок зажима. Пока я говорю о методах фиксации болтов, я поделюсь еще одним интересным: для соединений с двойной гайкой с использованием контргайки и стандартной гайки ДЕЙСТВИТЕЛЬНО важно, в каком порядке вы их устанавливаете.
Контргайка должна входить первой! В противном случае эффективность натсовой пары сильно снижается. Источник двойной гайки.
Перед тем, как перейти к следующему, мне нужно пояснить разницу между статическими и усталостными нагрузками. Статические нагрузки не меняются со временем. Если болт рассчитан на деформацию при напряжении 3000 фунтов, любая статическая нагрузка меньше указанного значения не будет иметь постоянного эффекта.
Однако, если вам нужно было изменить , прилагая нагрузку с течением времени, вы можете утомить болт до тех пор, пока он не сломается, используя менее 3000 фунтов! Так же, как небольшой ручей может прорезать Гранд-Каньон, усталостные нагрузки со временем постепенно разрушают структурную целостность креплений.
№3. Взаимосвязь между усталостной нагрузкой и количеством циклов до разрушения болта можно предсказать с помощью экспериментов. Оказывается, вы можете сделать достаточно точные прогнозы количества циклов при отказе, выполнив всего три эксперимента (хотя я бы рекомендовал сделать не менее 6, чтобы достичь некоторой реальной точности). Все, что требуется, — это несколько точек данных и линия регрессии, чтобы построить кривую долговечности при многоцикловой усталости (также известную как кривая S-N).
Мы не наносим максимальную статическую нагрузку на график, но если бы мы это сделали, это была бы самая высокая точка на оси «приложенная нагрузка» и нулевая точка на оси «циклов».
Почему это полезно? Теперь, когда вы знаете, что болты могут сломаться от небольших усталостных нагрузок, представьте, что вы пытаетесь построить мост, используя клепанные или болтовые соединения. Как вы могли верить, что у вас когда-либо была достаточно большая застежка? Оказывается, что усталостные нагрузки ниже определенного порога никогда не приводят к поломке крепежа при .
По общему мнению, для разрушения болта потребуется бесконечное количество циклов, если усталостная нагрузка составляет около 30% (+/- 15%) от предельной статической нагрузки. Вы можете ожидать, что болт сломается через несколько тысяч циклов, если усталостная нагрузка составляет около 80% (+/- 10%) от предельной статической нагрузки. (Примечание: точное процентное значение может сильно различаться в зависимости от состава материала и условий окружающей среды.)
№4. (ОБНОВЛЕНО) Для максимальной прочности затягивайте болты до предела текучести… Для максимальной прочности не делайте этого! Существует распространенное заблуждение, что болт в надежно закрепленном соединении невосприимчив к внешним силам, если они не превышают зажимную нагрузку соединения.
То есть миф гласит, что болт, зажатый до 500 фунтов, не будет испытывать дополнительного напряжения, если внешние силы, приложенные к зажиму, не превышают 500 фунтов. Это не так! Фактически, ЛЮБАЯ дополнительная нагрузка, какой бы маленькой она ни была, увеличивает натяжение болта. Но не в соотношении 1: 1.
Подумайте о натяжении закрепленного соединения, как о двух установленных друг на друга пружинах. Обе пружины заметно растягиваются, но более слабая растягивается сильнее. Часть внешней нагрузки воспринимается шарниром, а часть — застежкой.
Чтобы быть кристально чистым, когда вы затягиваете гайку, болт будет сжимать две части вместе. Сам болт имеет внутреннюю силу реакции, равную амплитуде силы сжатия, но сам болт находится в состоянии растяжения. Если бы вы изобразили натяжение болта при затягивании гайки, график выглядел бы так, как показано на графике ниже. Чтобы получить максимальную зажимную силу из болта, мы должны затянуть его полностью до предела текучести.При увеличении усилия болт войдет в пластиковую область и деформируется безвозвратно.
На практике инженеры так не проектируют. Поскольку любое дополнительное усилие начнет сдвигать болт, вы должны дать себе некоторый запас на ошибку. Инженеры выбирают натяжение болта, которое находится где-то между вычисляемым минимальным функциональным усилием зажима и усилием текучести…. с учетом погрешности метода измерения натяжения.
(Источники: Стандартное руководство Шингли и статья о Fastenal)
№ 5.На самом деле довольно сложно определить точную нагрузку, которую испытывает крепеж во время зажима. Теперь мы знаем, насколько важно избегать чрезмерного затягивания болта, но как узнать , если поддается?
Для повседневных целей усилие зажима может быть приблизительно определено путем измерения момента затяжки. Вы можете найти рекомендуемый момент затяжки для данного размера крепежа в моем калькуляторе размеров болтов или в таблице, подобной той, что находится здесь. Альтернативный метод называется «поворотом гайки», при котором вы затягиваете болт до тех пор, пока он «не будет плотно прижат», прежде чем повернуть его еще на 90 градусов, чтобы обеспечить достаточную затяжку.
Эти методы подходят для большинства задач, но для некоторых критически важных приложений требуется, чтобы вы имели или прижимной силы (например, космический корабль или большой груз над головой). В методе крутящего момента трудно учесть трение и смазку, но, по крайней мере, крутящий момент математически коррелирует с силой зажима. С другой стороны, метод поворота гайки использует вращательное смещение для обхода смазочных воздействий, но при этом вообще не учитываются силы.
Но есть варианты получше.Шайбы, указывающие нагрузку, могут точно определять нагрузки на болты, сдавливая мешок с краской после достижения определенной нагрузки. Их недостаток в том, что они работают только один раз. http://www.boltscience.com/pages/tighten.htm Другой вариант был предложен компанией Smart bolts, которая выпускала крепеж со встроенным индикатором натяжения. Это, безусловно, наиболее точный метод измерения усилия зажима болта. С другой стороны, одна коробка с этими болтами может стоить примерно в 10 раз дороже, чем стандартный крепеж!
Отлично, я просто хотел бы позволить себе такую.
Сравнение различных методов затяжки с точки зрения точности.
№6. Если вы когда-либо проектировали деталь с резьбовым отверстием, вы, возможно, задавались вопросом: ‘ Сколько ниток мне нужно, чтобы сделать прочное соединение?’ Ответ в том, что он варьируется, но шесть на большинство .
Болты на самом деле очень незначительно растягиваются при приложении усилия, что приводит к разной нагрузке на каждую резьбу.Из-за этого растяжения, когда вы прикладываете растягивающую нагрузку к резьбовому крепежу, первая резьба в точке соединения испытывает наибольший процент нагрузки. Оттуда нагрузка на каждый последующий поток уменьшается, как показано в таблице ниже.
Дополнительные потоки после шестого не будут распределять нагрузку и не сделают соединение более прочным.
Так что, болт сломается раньше, чем откроется гайка? Да! Гайки обычно имеют не менее трех внутренних резьб, но стандарты толщины гаек были выбраны на том основании, что болт всегда будет выдерживать разрушение при растяжении до того, как гайка разорвется.
№ 7. Вы когда-нибудь видели застежку с рейтингом 2A или 3B и задавались вопросом, что это значит? Эта комбинация цифр и букв используется для обозначения класса резьбы застежки. Классы резьбы включают 1-4 (от свободной до плотной), A (внешняя) и B (внутренняя). Эти номинальные значения соответствуют посадкам с зазорами, которые указывают на уровень помех во время сборки.
- Класс 1 — хороший выбор, когда важна быстрая сборка и разборка.
- Class 2 — это наиболее распространенный класс резьбы, поскольку он обеспечивает хороший баланс между ценой и качеством.
- Class 3 лучше всего использовать в приложениях, требующих жестких допусков и прочного соединения.
- Class 4 обеспечивает высокую точность затяжки, обычно используется для ходовых винтов и т. П.
№ 8. Все застежки доступны с крупной или мелкой резьбой, и каждый вариант имеет свои собственные отличные преимущества.
Болты с мелкой резьбой имеют немного большие площади поперечного сечения, чем болты с крупной резьбой того же диаметра, поэтому, если размер болта ограничен из-за ограничений по размерам, выбирайте мелкую резьбу для большей прочности.Тонкая резьба также является лучшим выбором при нарезании резьбы на тонкостенном элементе. Когда у вас нет большой глубины для работы, вы хотите использовать большее количество нитей на дюйм. Тонкая резьба также обеспечивает большую точность регулировки, поскольку для линейного перемещения требуется большее количество оборотов.
С другой стороны, болты с крупной резьбой менее подвержены перекрестной резьбе во время сборки. Они также позволяют ускорить сборку и разборку, поэтому выбирайте их, когда вы будете часто собирать деталь.Если резьба будет подвергаться суровым условиям или воздействию химикатов, следует рассмотреть возможность использования крепежа с крупной резьбой из-за его более толстого покрытия / покрытия. Крепежные детали с крупной резьбой гораздо более доступны в США.
№ 9. Можно ли ожидать, что болт будет прочнее или слабее при очень высоких температурах? А как насчет криогенных температур?
Большинство людей отвечают «слабее» на оба вопроса, но слабость при обеих температурах не имеет даже смысла, если задуматься.Почему сталь должна быть самой прочной при обычной комнатной температуре? Это не .
Как правило, металлов являются прочными и хрупкими при низких температурах и мягкими и пластичными при высоких температурах, — в диапазоне температур твердой фазы . Комнатная температура — это еще одна неэкстремальная точка кривой.
№ 10. Болтовые соединения можно сделать более устойчивыми к поперечным нагрузкам, используя продуманную конструкцию вместо более крупных болтов. Для максимальной прочности старайтесь использовать правильную длину резьбы для соединения. На изображении ниже вы можете увидеть два соединения, которые идентичны, за исключением того, что у того, что справа, длина резьбы правильного размера. Он подвергает стержень болта (а не резьбу) действующей нагрузке в соединительном шве.
При прочих равных условиях соединение справа будет более прочным, поскольку хвостовик имеет большую площадь поперечного сечения и отсутствие концентраций напряжений.
Еще один хитрый прием — спроектировать соединения так, чтобы приложенная нагрузка приходилась на несколько секций болта, а не только на одну секцию.На изображениях ниже показаны два соединения. Тот, что справа, вдвое прочнее, чем левый, потому что ему придется срезать болт в двух местах, чтобы освободиться. Кроме того, конфигурация с одинарным сдвигом также может привести к изгибающим нагрузкам на крепеж и ослаблению соединения (см. №1).
№11. Вы когда-нибудь проклинали день своего рождения из-за того, что вы только что вырезали винт с крестообразным шлицем? Хотя это хорошо, что отвертки Phillips не соскальзывают с винтов, как плоские головки, это настоящая боль, когда головку больше нельзя повернуть, потому что головка винта расплавилась в полый конус.
Каким бы неприятным это ни было, оказывается, что винты с крестообразной головкой разработаны для снятия через коническую точку и закругленные края. Технический термин называется эксцентриком, и каждый раз, когда это происходит, относительное движение поверхности изнашивает винт. Альтернативные головки винтов, такие как Torx и Pozidriv, специально разработаны таким образом, чтобы не допускать выпуклостей.
..
Если вам нравятся интересные факты о крепежных изделиях, вам следует ознакомиться с «Справочником по гайкам, болтам, крепежам и сантехнике» Кэрролла Смита, также известного как «Винт для победы».Еще один хороший вариант — Smith’s Engineer To Win. На самом деле каждая книга Кэрролла Смита — чистое золото.
Вам также может понравиться прочитать здесь о настраиваемом калькуляторе размеров болтов EngineerDog на базе MS Excel.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
5 причин, почему стиральная машина Samsung не отжимает
Если у вас возникла проблема с не отжимаемой стиральной машиной Samsung, эта статья поможет вам определить возможные решения для вашей стиральной машины.
Мы опишем 5 наиболее распространенных причин , почему стиральная машина не отжимает или почему не завершает цикл отжима и как это исправить.
Получите помощь в Интернете
Наши специалисты Всегда на связи и готовы помочь вам
«Как починить сломанный прибор»
Есть два типа стиральных машин: стиральные машины с верхней загрузкой и с фронтальной загрузкой стиральная машина.
У каждого типа стиральной машины есть своя проблема, связанная с отсутствием отжима.
список «Почему машина Samsung не вращается» и возможные решения. это означает, что существует проблема с «несбалансированной загрузкой» и стиральный барабан не может вращаться.
Иногда это происходит, когда в стиральной машине загружена большая нагрузка, превышающая предел.
Но самая частая проблема, когда подвеска, которая держит барабан, требует некоторых корректировок и, возможно, замены.
Проблема с пружинами подвески, которые не могут поглощать чрезмерную вибрацию для стабилизации барабана стиральной машины.
Амортизаторы (только для машин с фронтальной загрузкой)
Есть 4 амортизатора, которые удерживают пластиковый барабан и компенсируют все вибрации, исходящие от барабана во время цикла отжима.
В зависимости от того, как часто использовалась стиральная машина, эти амортизаторы могут изнашиваться и терять свою эффективность.
Легко проверить, изношены они или нет, нажав на барабан рукой.
Барабан должен установить исходное положение сразу после того, как вы его отпустите, без подпрыгивания вверх и вниз.
Когда стиральная машина Samsung трясется во время отжима из-за изношенных амортизаторов, срабатывает датчик вибрации.
После этого стиральная машина попытается распределить нагрузку внутри барабана и снова попытается отжать.
Нужна эта деталь? Щелкните здесь
Гайка барабана Ослаблена
Шайба с верхней загрузкой имеет в нижней части гайку , которая удерживает барабан на месте.
Но когда он по какой-то причине ослабнет, ваш барабан будет раскачиваться в стороны, особенно когда стиральная машина переходит в цикл отжима.
Убедитесь, что он достаточно натянут, чтобы предотвратить раскачивание.
Сливной насос Отказ
При засорении или заклинивании сливного насоса он не может полностью слить воду.
В этом случае стиральная машина не перейдет в цикл отжима. Он попытается вращаться, но в конце концов остановится, и на дисплее появится код ошибки.
Answer_key_Технический английский Wbook 1A
2 футбольных мяча | самолетов | новости |
велосипеды | наука | легковых автомобиля |
лодки | скейтборды | место |
1 Футбольный мяч находится вверху слева.
2 Самолеты вверху, в центре.
3 Новости вверху справа.
4 Велосипеды находятся на средней линии слева.
5 Наука находится в средней линии, в центре.
6 Автомобили на средней линии справа.
7 Лодки внизу слева.
8 Скейтборды внизу по центру.
9 Пробел внизу справа.
31 аккумулятор, молоток, гаечный ключ, гаечный ключ
2 комбинезон, клещи, плоскогубцы, ножницы
Раздел 2
11 D: вперед и назад
2 C: повернуть
3 A: по убыванию, по диагонали или по горизонтали
4 B: вверх и вниз
21 Вы можете найти руководство пользователя? Нет, не могу найти.
2Как работает грузовик?
Принимает сигналы от передатчика.
3 Куда поставить аккумулятор? Вы вставляете его в передатчик.
4 Куда девается антенна? Он идет сверху грузовика.
5 Как управлять грузовиком?
Вы нажимаете одну из кнопок управления.
6 В коробке две батарейки? Нет, только один.
7 Нужен ли второй аккумулятор? Да, он нам нужен для грузовика.
3D Запустите двигатель.Привяжите веревку слева от лодки к точке A.
BПоверните рулевое колесо влево. Сдвиньте рычаг двигателя вперед; при этом лодка будет медленно двигаться вперед и влево.
CПереведите рычаг двигателя в среднее положение. Ослабьте веревку. Снимаем веревку с точки А.
A Поверните рулевое колесо в среднее положение. Потяните рычаг назад; это переводит двигатель в режим заднего хода. Медленно возвращайтесь назад.
5 | Поток | ||
1 | Система отопления | ||
1 | раковина / подъемник | из / в | вход / выход |
сверху / снизу | холодное / горячее | выход / вход | |
низ / верх | охлаждение / тепло | толкать / тянуть | |
21 Холодильник охлаждает воду.
2 Холодная вода опускается на дно резервуара для воды.
3 Выпускной патрубок для горячей воды находится над насосом.
4 Вода выходит из бака через выпускной патрубок.
5 Вытяните душевую лейку из трубы.
3 1 | выше | 5 | из | 9 | листья |
2 | ниже | 6 | потоков | 10 | до |
3 | толкает | 7 | – | ||
4 | в | 8 | подъем |
2 Электрическая схема
1 1 | лампа | 5 | электрический ток |
2 | солнечная панель | 6 | контроллер |
3 | аккумулятор | 7 | кабель |
4 | переключатель |
21 Если река высока и цех открыт, ток течет от генератора в цех.
2 Если река высока и мастерская закрыта, ток от генератора течет в батареи.
3 Если река низкая, а мастерская открыта, ток течет от аккумуляторов в мастерскую.
4 Если река низкая, а мастерская закрыта, то течение не течет.
5 Если батареи полностью заряжены, ток не течет от генератора в батареи.
6 Если батареи разряжены, ток от батарей не течет в мастерскую.
31c, 2b, 3b, 4c, 5b
3 Система охлаждения
11 минус два градуса по Фаренгейту
2 двадцать один градус Цельсия
3 семьдесят пять градусов по Фаренгейту
4 минус восемь градусов Цельсия
5 двадцать четыре градуса Цельсия
6 тридцать три градуса Цельсия
2 1 | Водяной насос | 6 | Холодная вода |
2 | Два шланга | 7 | Вентилятор |
3 | Термостат | 8 | Холодная вода |
4 | Горячая вода | 9 | Двигатель |
5 | Вентилятор |
31 Из источника вода течет в резервуар на вершине холма.
2 Из резервуара вода по трубе попадает в поле.
3 Труба идет в поле фруктовых деревьев.
4 Вода выходит из трубы через небольшие отверстия.
5 Вода течет вокруг фруктовых деревьев.
6 Из дна поля течет немного воды.
7Эта вода поступает в резервуар у подножия холма.