Для чего нужна гроверная шайба

Использование металлической прокладки, иначе известной как шайба или болт, способствует предотвращению раскручивания соединений в условиях повышенных вибраций. Для повышения прижимной силы к стандартным кольцам иногда добавляют второе стальное кольцо. Внешне такая прокладка напоминает один виток пружины, что и объясняет ее название.

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

Шайба, известная как пружинная или гровер, нашла широкое применение в различных отраслях, особенно в машиностроении. В этой статье мы детально рассмотрим ее конструктивные особенности, требования к качеству, процессы производства, а также ситуации, в которых без этой шайбы невозможно обойтись, и случаи, когда ее использование оказывается нежелательным.

Пружинная шайба – знакомимся с назначением изделия

Наш рассказ стоит начать с исторической справки, которая, к счастью, не уходит слишком далеко в прошлое. Все началось в конце XIX века, когда стремительный прогресс в области машиностроения вызвал необходимость в новых, улучшенных вариантах резьбовых соединений. Обычные болты и гайки, доступные на тот момент, не были способны выдерживать все нагрузки, колебания и вибрации, которые воздействовали на подвижные части узлов и механизмов.

Следствием этого недостатка стало затрагивание разных аспектов: ослабление или развинчивание крепежных элементов приводили к значительному снижению прочности соединений и образованию усталостных разрушений.

Проблема заключалась в том, что заменять стандартные резьбовые крепления на клепанные было не самым лучшим решением. Во-первых, применение клепок часто было неудобным, что замедляло развитие и внедрение новых технологий и узлов. Во-вторых, даже при успешной установке таких крепежей возникали трудности с их техническим обслуживанием на этапе эксплуатации. Искалась изначально новая концепция резьбового соединения, способная выдерживать ударные нагрузки и выполнять функцию стопора, и таковой стала гроверная шайба.

Как показывает практика, все действительно гениальное часто оказывается простым. Это правило относится и к рассматриваемой шайбе. Фактически шпиндельный гровер выглядит как один виток пружины, что и легло в основу его названия.

Главная особенность ее работы заключается в том, что при установке шайбы зазор расходится в направлении, противоположном вращению гайки, что эффективно препятствует ее отвинчиванию. А именно, кромка гровера, фиксируясь в материале, образует специфический стопор, обеспечивая надежную фиксацию гайки.

Шайба-гровер – производство и материалы

Пружинная шайба-гровер, представляющаяся согласно требованиям ГОСТ 6402-70, должна строго соответствовать указанным спецификациям. Основной материал для их изготовления – сталь, однако допустимы и альтернативные материалы, такие как бронза и другие цветные металлы, о чем мы остановимся более подробно позже.

Твердость стальных изделий варьируется в диапазоне от 40 до 48 HRC (что измеряется по шкале Роквелла, метод С). В случае использования материала Ст 70, этот параметр может составлять до 50 HRC, в то время как гровера, выполненные из бронзы, должны обладать твердостью не ниже 90 HRC.

Недопустимый брак в изготовлении изделий включает в себя наличие заусенцев, окалин, трещин и коррозийных участков. Следы неотделимой окалины и мелкие дефекты в плоскости среза не считаются дефектами, если они не влияют на размеры или прочностные характеристики изделия.

Кроме того, трапециевидная форма сечения тоже не считается браком, при условии, что допустимые размеры и высота при этом остаются в рамках нормы. Также шайбы проходят испытания: после трехкратного сжатия, при котором их расходящиеся концы должны соприкоснуться и образовать плоскую поверхность, изделие должно выдерживать сутки в таком состоянии. Высота разводов концов при этом должна составлять не менее 1,65 части от толщины детали. Важно отметить, что изделия не должны ломаться или трескаться.

Кто придумал Гроверную шайбу?

Важно aclarar, что название «гровер» – это неформальное, но устоявшееся выражение, тогда как по факту пружинная одновитковая шайба официально обозначается согласно ГОСТ 27017, в то же время как английский инженер Уильям Гровер разработал этот новый вид крепежа на фоне интенсивного роста различных технологий конца XIX века.

На сегодняшний день можно найти много информации о том, как эффективно пользоваться айфоном, в том числе устранением различных проблем, таких как скрытие скриншотов, отключение смарт-инверсии цвета или снятие статуса в приложениях, таких как WhatsApp.

Разновидности и критерии выбора

Гроверы, или шайбы-гроверы, производятся в двух основных вариантах: простой и сложной. Простой вариант отличается различными диаметрами и высотой пружины, а витки всегда отклонены под одинаковым углом к центральной линии. Сложные шайбы предназначены для более нагруженных соединений и имеют отличительные конструктивные черты.

В целом, существует четыре разновидности гроверных шайб с поперечным сечением в форме квадрата:

• нормальная — обозначается буквой Н;
• тяжелая — Т;
• особо тяжёлая — ОТ.

Существует также облегчённая версия: ее поперечное сечение имеет вид прямоугольника и обозначается буквой Л. Каждая модель отличается по несущей способности и силе деформации, при которой шайба начинает деформироваться.

При выборе шайбы-гровера принимаются во внимание такие факторы, как: толщина вставки, размер промежутка между разрезанными торцами. Важно правильно подобрать прокладку по диаметру шпильки, винта или болта, основываясь на внешней резьбе. Немаловажно также качество покрытия и точность обработки; присутствие трещин, коррозийных участков, окалин недопустимо. Такие эффекты допускаются лишь на участках разреза.

Установка шайбы Гровера

Установка пружинной шайбы осуществляется между гайкой (шестигранной или другой) и элементом механизма. Следует помнить, что использовать гровер самостоятельно нецелесообразно — только в тандеме с гайками.

Порядок установки:

1. В детали сверлят отверстие для болта;
2. В данное отверстие помещают резьбовой стержень;
3. Под головкой болта укладывают пружинную шайбу;
4. С другой стороны детали, на выходе хвостовика, помещают гровер под гайку;
5. Затягивают гайку, удерживая шляпку винта.

Такое соединение характеризуется разборной структурой, что позволяет многоразово менять шайбу в процессе технического обслуживания оборудования. Важно учитывать, что технические характеристики и свойства прокладки могут изменяться со временем.

Принцип работы шайбы

Внешний вид гровера очень прост: он представляет собой разрезанный диск с разведёнными концами, находящимися в разных плоскостях. Такая форма шайбы эффективно препятствует самопроизвольному откручению других крепежей благодаря упругой деформации, возникающей под нагрузкой.

Обратите внимание! Шуруп глухарь по дереву — размеры, особенности применения и стандартные размеры крепежа.

Когда гровер укладывается под гайку, она пытается двигаться в обратном направлении, однако кромка шайбы останавливает ее движение за счёт упора в материал детали, что гарантирует неподвижность крепежа. Так и осуществляется работа гроверов.

Соответствие шайбы ГОСТ 6402

Производство гроверов осуществляется согласно требованиям ГОСТ (пружинная сталь 65Г) с обязательной термообработкой. Этот процесс способствует снижению внутреннего напряжения металла, увеличивая его прочностные характеристики и стойкость к внешним воздействиям, а также снижая хрупкость изделий.

Шайбы-гроверы могут производиться как с покрытием, так и без него. Наносимое покрытие существенно улучшает антикоррозионные свойства, в то время как хромовое покрытие придаёт дополнительную прочность и увеличивает срок службы шайб.

Гроверные диски изготавливаются в четырех основных категориях: лёгкие, нормальные, тяжёлые и особо тяжёлые. Все спецификации и требования, которым должны соответствовать пружинные шайбы, определены в ГОСТ, а также в нем содержится таблица размеров шайбы-гровера. Конструкция диска также зависит от профиля катанки.

Острая кромка диска эффективна для предотвращения самопроизвольного откручивания, так как она упирается в металл, тем самым обеспечивая надежную защиту от расшатывания. В случае необходимости откручивания крепежа на гайке остаются следы в виде механических повреждений (царапин) от остроты кромки, которые могут напоминать следы от резателя.

Повторное использование шайбы-гровера не рекомендуется, так как она может потерять свои первоначальные свойства, что может быть неблагоприятным фактором в критических ситуациях.

Недостатки шайбы гровера

Сначала давайте отметим главное преимущество гровера: его доступная цена и высокая технологичность в процессе производства.

Теперь обратимся к основным недостаткам пружинной шайбы.

Современные машины, стремительно развивающиеся, требуют значительно более серьезных решений для борьбы с самопроизвольным откручиванием резьбовых соединений. Сил, создаваемых гровером, становится недостаточно для обеспечения надежной фиксации. Исследования, проведенные начиная с конца 80-х годов 20-го века в Германии, а позже и в США и Великобритании, показали, что не все так идеально с этой популярной шайбой. В частности:

• После сборки узла с гровером он фактически становится обычной плоской шайбой с незначительным натягом, что лишь слегка увеличивает силу трения между витками;
• Образование вгрызания шайбы в металл при откручивании не способствует обеспечению должного сопротивления;
• Шайба в большинстве случаев не подлежит повторному использованию из-за остаточной деформации.

Исходя из этого, на многих современных образцах зарубежной техники можно часто встретить замену шайбы на более эффективные аналоги.

Чем можно заменить пружинную шайбу гровера

Имеется множество альтернативных вариантов для замены. Разберем самые востребованные:

• Самоконтрящаяся гайка. Верхняя часть такой гайки оснащена пластиковой вставкой, способной гасить вибрации и предотвращать самораскручивание соединений. Это наиболее дорогой, но на сегодняшний день наиболее эффективный и технологичный способ повышения надежности крепежа.

• Пружинная тарельчатая шайба. Применяется конструкция, имеющая общие черты с оригинальным гровером, однако производством легка и требует менее сложных процессов.

• Коронная гайка. Этот элемент требует сверления ответного крепежного элемента и последующей фиксации шплинтом, что обеспечивает надежное зажатие деталей, хотя и с некоторой ступенчатостью.

• Зубчатый фланец. Это, по сути, шайба с насечкой, встроенная в гайку, и обеспечивает надежную фиксацию.

• Гайка с цилиндрическим поясом. Она требует наличия у ответного элемента продольного шлица или шлицов для обеспечения правильной установки.

• Контрящая шайба. Эта конструкция оснащена множеством зубчиков, которые эффективно препятствуют отвинчиванию соединения.

• Шайбы с усиками. Данная конструкция требует прокладывания отверстия или выборки для одного из усиков в детали, а остальные усики загибаются на краю гайки или головки винта. Существует множество конструктивных вариаций таких шайб.

• Адгезионная фиксация. Представляет собой использование различных смесей, которые после полимеризации препятствуют разборке резьбового соединения.

• Проволочные замки. Это решение подходит для крепежных элементов, расположенных близи друг к другу, чаще всего для болтов или винтов.

Важно отметить, что даже обычная окраска может стать эффективной мерой фиксации. В более тяжелых случаях может применяться боковая фиксация соединения с помощью винта или штифта, расклепывание выставляющего выступа резьбы, а в крайних ситуациях – сварка соединения, однако последние два варианта делают соединение практически неразборным.

Разновидности гроверных шайб

Подробно рассмотрев, что такое гроверная шайба, стоит перечислить различные варианты ее исполнения. Поперечное сечение может быть квадратным или прямоугольным. Также существуют шайбы с загнутыми наружу краями. Хотя их производство более сложно, такие конструкции способны выдерживать большие нагрузки и активно используются в тяжёлой промышленности.

Гроверная шайба по ГОСТ 6402 может выпускаться в четырёх видах: лёгкой, нормальной, тяжёлой или особенно тяжёлой. Основные различия этих типов связаны с размерами поперечного сечения изделия. Чем больше размер сечения, тем выше требуемая сила для упругой деформации гроверной шайбы. Согласно тому же ГОСТ, твердость стали для шайб должна быть в пределах от 40 до 48 HRC, а для изделий из бронзы — 90 HRB или выше.

При выборе гроверных шайб важно учитывать следующие параметры:

1. Толщина изделия;

2. Размер зазора между торцевыми поверхностями. Оный не должен превышать толщину шайбы, умноженную на 0,7;

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

Преимущества и недостатки

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

2. Высокая прочность и стойкость к износу шайб;

3. Небольшие масса и габариты;

4. Очень доступная цена по сравнению с многими другими крепежными элементами;

5. Удобство использования;

6. Устойчивость к воздействию влаги благодаря наличию антикоррозионного, зачастую оцинкованного покрытия;

7. Универсальная возможность применения в различных областях.

Недостатков у этого изделия не так много, однако основные из них все же стоит отметить:

1. При воздействии высоких нагрузок на гроверную шайбу со временем она становится плоской и её натяжная сила уменьшается;

2. Практически невозможно повторное использование из-за остаточной деформации;

3. Если используются болты или винты из мягких металлов, края шайбы могут повредить резьбу, что снизит надежность соединения.