Стопорная шайба: описание и сфера применения

Конструктивные особенности стопорных шайб – зубья, различные лапки, рифленые элементы, насечки и разные формы самих объектов. Они могут быть выгнутыми и тарельчатыми, волнистыми. Делают шайбы из особой пружинной стали. Если сравнивать их с плоскими шайбами, стоп-крепеж гарантирует немалую площадь касания с поверхностями резьбового типа. А это значит, что развинчивание предотвращается.

Фактически каждая неплоская шайба может считаться стопорной. А использовать данный элемент можно почти во всех соединениях. Главная часть стопор-шайбы – кольцо, изготавливаемое из металла. По поверхности детали сделаны разноплоскостные надрезы.

Стопорные шайбы используются:

• если очень велик риск действия внешних нагрузок (в особенности вибрационных);
• когда шайба является страховкой, придающей дополнительную надежность и прочность;
• в каждом соединении с резьбой, если такую опцию обеспечивают конструкционные особенности прибора/изделия.

Чтобы фиксирующая деталь могла гарантировать долгую службу, она должна соответствовать техническим требованиям, изложенным в ГОСТ 11872-89. К основным требованиям, согласно ГОСТу, относят:

• проведение расчета допуска углов;
• возможность реализации деталей иной толщины, не прописанной в табличном перечне;
• шайбы выполняются и без отогнутых лапок, но это согласуется с покупателем;
• сталь, применяемая для создания элемента, должна быть с твердостью поверхности, варьирующейся в границах от 41,5 до 49,5 HRB.

Для изготовления может быть использована как материал и бронза, но такая деталь будет в 2 раза дороже. Видимых дефектов, согласно требованиям документа, у крепежного объекта быть не может. Трещины и сколы серьезно снизят прочность крепления и иные характеристики, поэтому они недопустимы. К техтребованиям относят и размеры, указанные на чертежах.

Методом контроля является визуальный осмотр детали (на наличие трещин и вмятин). Он выявляет большую часть дефектов, но все же не определяет базовые эксплуатационные характеристики. Для тест-контроля основных свойств деталь проходит испытания на спецустановках для исследования показателей прочности, надежности и твердости.

Существует много видов изделий, и стоит рассмотреть самые востребованные вариации.

Иначе называются шайбы Гровера. Их востребованность вне конкуренции. Шайба имеет надрез, из-за чего кончики изделия оказываются с разноплоскостным выходом. Такая особенность элемента с выступами не дает ему самопроизвольно развинтиться в зоне крепежа. Достигается это за счет упругой деформации изделия на участке крепления.

Делают такие шайбы из пружинистой стали, в процессе изготовления задействуют термообработку. Применение данные детали чаще находят в машиностроительном сегменте, в сборке разного рода приборов как контрящие соединительные элементы. Госстандарты свидетельствуют, что элемент может быть с покрытием и без него. Существует 4 типа гроверных шайб:

• Н – нормальная;
• Т- тяжелая;
• Л – легкая;
• ОТ – особо тяжелая.

Выбирая такую шайбу, учитывают толщину изделия, межторцовый размер зазора, диаметр второй резьбовой детали.

У изделий много достоинств: они высокопрочные и при этом легкие, простые в применении, недорогие, универсальные, устойчивые к влаге за счет антикоррозионного покрытия. Недостатков немного:

• если на шайбу придутся высокие нагрузки, она станет плоской со временем, что означает уменьшение натяжной силы;
• вторично применить шайбу вряд ли выйдет, так как имеет место остаточная деформация;
• если болты/винты будут изготовлены из мягкого металла, края шайбы рискуют деформировать резьбу.

Это шайбы с наружными зубцами. Такой крепеж относится к метизной продукции. Самостоятельное использование данного элемента пользы не принесет – шайба функциональна только при подкладывании под головки гаек/болтов.

Зубчики дают более мощный отпружинивающий эффект. Можно сказать и о дополнительном увеличении давления на соединительных участках. Поэтому такая фиксаторная шайба со стопором много надежнее некоторых своих «коллег».

Изготавливают продукцию этой категории из углеродистой стали либо нержавейки А2 или А4. Стопорные зубчатые шайбы – это одна из разновидностей группы зубчатых фиксаторов. Зубчатые детали имеют и свою классификацию: так, реализуют и шайбы с внутренними зубьями. А также есть изделия, где помимо зубчиков есть иные особенности.

Тарельчатые пружинные шайбы используют в случае необходимости обеспечения устойчивости соединения к значительным силовым нагрузкам при деформациях, в условиях перепадов температур. Изготавливаться детали могут из различных сплавов. Тарельчатые шайбы бывают:

• с наклонными кромками;
• с наклонными кромками и специальными опорными плоскостями;
• с параллельными кромками по 2 диаметрам (наружному и внутреннему);
• с параллельными кромками по внутреннему и наружному диаметрам и опорными плоскостями.

Некоторые варианты сначала согласовывают с заказчиком, и только потом изготавливают. Тарельчатая шайба задействована в машиностроительной отрасли. Стоит она относительно недорого, что дает возможность создать надежные механизмы с минимумом инвестиций. Установка тарельчатых пружинных шайб в шарикоподшипниковые механизмы, в тормозные устройства, в зажимные приборы и подъемные механизмы – частая сфера использования. Элементы могут применять самостоятельно или в пакете.

Обычно их делают из пружинной стали и покрывают цинк-ламельным составом. По диаметру насечная шайба бывает узкой, средней и широкой. Используют фиксаторы в станкостроении, авиастроении, в машиностроении и конструировании приборов, при ремонте помещений, строительстве домов, возведении металлоконструкций.

Такие крепления помогают значительно улучшить фиксацию. Покрытие увеличивает коррозионную устойчивость детали. Насечки и рифления могут быть многоступенчатыми.

Конструкция такой шайбы проста: на базовой поверхности имеются отверстия, сформированные конкретно для лапки. То есть изначально исключается возможность прокручивания с последующим смещением фиксатора. Особенности лапчатой шайбы:

• в ней есть не только внутренние, но и наружные выступы;
• внешние выступы используются с целью загибания в пазы шлицевых гаек (простыми шестигранниками здесь не обойтись);
• детали могут быть в легком и нормальном исполнении, что связывают с областью применения крепежа и с используемым в их производстве материалом.

Выбирая лепестковые и корончатые изделия, шайбы насечные и с лапками, с усиками и носком, с двумя отверстиями и одним, быстросъемные и стандартные, нужно внимательно осматривать поверхности фиксаторов на предмет обнаружения заостренных кромок, трещин, заусенцев.

Клиновые стоп-шайбы применяют для увеличения показателей прочности/надежности резьбовых соединений, эксплуатация которых осуществляется под влиянием динамической нагрузки и вибрационного действия. Бывают такие шайбы узкими и широкими. Выбор делают с учетом диаметра применяемых фиксаторов.

Для изготовления основной части клиновой шайбы используют спецсталь, прочность которой повышена и отличается устойчивостью к агрессивным воздействиям внешней среды.

Размеры определяются ГОСТом. При маркировке первым указывается диаметр резьбы, потом – марка материала, затем – покрытие (обычно цинк + хром), которое отражает процент металла в цифровом значении. Параметры определяют по следующим показателям:

• внутренний диаметр – от 2,2 до 25 мм;
• диаметр резьбы – от 2 до 24 мм;
• внешний диаметр – от 5 до 36 мм.

Стоит помнить, что типовые шайбы имеют диаметр резьбы от М1 до М48.

Установка осуществляется разными методами. Сделать это можно вручную, механическим или автоматическим способом. Механический монтаж проходит с применением плунжера и конусной пробки, отцентрированной по торцу вала. При автоматическом методе установки задействуются особые прессы и пневматические цилиндры. Установочные инструменты – это важно – должны иметь закаленные рабочие поверхности. Это минимизирует потенциальный износ оборудования. Ручной способ установки может ограничиться использованием отвертки, если речь идет о стопорном кольце.

Если нужно надежно зафиксировать резьбовое соединение, стоп-шайбу помещают между головкой метиза и основанием, куда он будет вкручен. Завинчивание приводит к тому, что он сжимается и «старается» распрямиться. Так формируется сила трения, которая и не дает крепежу раскрутиться. Плоская шайба (для сравнения) под шляпку подкладывается с такой же целью и действует так же.

Она будет проблемой в случае, если шайбу нужно снять. Для многих это становится нерешаемым вопросом, но выход есть. Зависит выбор решения от тяжести изделия, которую фиксатор поддерживает. Чем оно тяжелее, тем сильнее оно будет держать ось. То есть в таком случае придется использовать зубило и молоток. Если нагрузка маленькая, то подойдет даже пинцет.

Основная задача – сдвинуть шайбу с места и уловить тот момент, когда усилие хотя бы кратковременно спадет. В этот момент нужно попробовать открутить фиксатор. Главное – использовать для этого тонкий и плоский предмет. Его нужно быстро вставиться в место разреза.

Если крепеж нужно быстро надеть снова, а шайба уже совершенно испорчена, можно взять кусок проволоки и свернуть его, а можно применить кусочек резиновой трубки. Но это полумеры, с применением стальной шайбы эти самодельные варианты не сравнятся. В качестве фиксаторов, которые обеспечат надежную эксплуатацию резьбовых соединений, находящихся под высокими нагрузками, стопорные детали незаменимы.