Шайба гровер — история создания нового вида стопорного соединения по Госстандарту
В конце 19 века машиностроительная область стала развиваться с достаточно большой скоростью, что потребовало новый более надежные методы соединения. Качество резьбовых соединений на тот момент было низким, а обычные варианты исполнения не могли выдержать колебательную нагрузку и сильную вибрацию. За счет подобного воздействия существенно снижается прочность соединения, могли возникнуть другие распространенным проблемы, связанные с потерей герметичности. Существенно улучшила ситуацию шайба пружинная, которая существенно повысила прочность и надежность соединений в случае оказания вибрационной нагрузки.
Новый вид соединительного элемента достаточно прост, что определяет низкую стоимость и надежность в использовании. ГОСТ 6402-70 шайбы пружинной определяет применение определенных материалов при их производстве. Ключевыми моментами можно назвать:
- Напоминает обычный виток пружины.
- Зазор расходится в направлении, противоположном ходу гайки, за счет чего исключается вероятность отвинчивания.
- Вращение фиксируется за счет специальной кромки гровера, которая впивается в поверхность.
Скачать ГОСТ 6402-70
Проводя обозначение и маркировку пружинной шайбы указывается на то, какой материал при этом применяется и диаметральный размер. Стоит учитывать, что не все материалы подходят для изготовления рассматриваемого изделия, так как нужно обеспечить высокие эксплуатационные характеристики.
Конструкция
Пружинная шайба внешне схожа с неполным витком спирали. Принципиальное значение имеет расположение ее торцов, находящихся в разных плоскостях.
В рабочем положении зазор ориентирован в направлении вращательного движения, осуществляемому при закручивании крепежа. Такое конструктивное решение сводит возможность ослабления соединения к минимуму, поскольку шайба выполняет функцию стопора.
Варианты исполнения шайбы гровера
Чаще всего рассматриваемое изделие применяется для обеспечения надежного болтового соединения. При этом его часто ставят с обычным вариантом исполнения для существенного увеличения площади контакта. За счет этого существенно повышается надежность соединения. Рассматривая чертеж изделия можно отметить два различных варианта исполнения:
- Первый считается наиболее простым. Рассматривая din 127 шайбу пружинную отметим, что она иметь различный диаметр отверстия, а также толщину витка. При этом отмечается определенный угол отклонения витков от центральной оси.
- Второй вариант исполнения характеризуется большей сложностью в производстве. Однако, за счет усложнения механизм выдерживает большие динамические и разнонаправленные нагрузки.
Довольно большое распространение получила din127 м8 гроверная оцинкованная шайба. За счет специальной обработки существенно повышается защита поверхности от воздействия окружающей среды. Также продается din 7980 шайба м6, которая характеризуется своими определенными особенностями.
Большинство изделий имеют правую навивку, за счет чего проводится производство метизов витка с часовой стрелкой. Но некоторые варианты исполнения изготавливаются с левым витком.
Что кладут под гайку?
Кровельные разновидности шайб имеют уплотнительные прокладки из резины либо каучука. … Шайбы с лапками – это своеобразный стопор. Применяются для фиксации крепежного устройства с целью предотвращения проворачивания гайки с подложкой при воздействии динамических и вибрационных нагрузок.
Интересные материалы:
Можно ли перенести слово Олег? Можно ли перенести слово ручьи? Можно ли перенести слово съел? Можно ли перенести слово ссора? Можно ли перенести слово суббота? Можно ли перенести слово тетрадь? Можно ли перенести слово ужин? Можно ли перенести слово варенье? Можно ли перенести слово вьюнок? Можно ли перенести слово змея?
Недостатки шайбы гровера
Прежде чем уделить внимание недостаткам, прежде всего отметим главное достоинство – простота технологии производства и небольшая стоимость. Однако, есть и несколько серьезных недостатков, которые нужно учитывать:
- В некоторых случаях силы пружинной шайбы недостаточно из-за высоких динамических нагрузок, которые возникают на момент эксплуатации механизма.
- Большое усилие при натяге становится причиной, по которой гровер превращается в обычную пластину. Фиксация обеспечивается лишь в незначительной степени.
- Практически во всех случаях рассматриваемый соединительный элемент не может применяться повторно по причине сильной деформации.
При создании обычных устройств проводится применение пружинной шайбы по причине низкой стоимости. В некоторых случаях рассматривается возможность ее замены на другое изделие с аналогичной областью применения.
Сравнение шайб различного типа
Выше была представлена информация об основных видах, достоинствах и недостатках имеющихся способов стопорения резьбового крепежа. Однако какой же из них лучше? В частности, какие шайбы целесообразней применять в конкретных условиях?
Ответ на данный вопрос могут дать лишь сравнительные испытания. Для оценки выносливости болтовых соединений в условиях динамической нагрузки применяют специальные вибростенды. Измерительный комплекс включает в себя платформу на гидроопорах, внешний электродвигатель (для нагружения платформы – создания вибрации) и контрольные датчики, информация с которых поступает на ПК для последующей обработки и демонстрации результатов.
Испытания проводятся следующим образом. В имеющееся на платформе отверстие устанавливается крепёж (болт, гайки и шайба) и затягивается первичным моментом (к примеру, 8 кН). Включается двигатель, платформа начинает вибрировать. Через какое-то время соединение «поплывёт», т.е. гайка начнёт самопроизвольно откручиваться и первичный момент затяжки снизиться – возможно даже до нуля (крепёж полностью ослабнет).
Какая шайба лучше стопорит соединение? Очевидно та, с которой первичный момент затяжки под действием вибрации продержится дольше! Зависимость «момент – время нагружения» и позволяет сделать вывод о стойкости шайб. А заодно и сравнить их между собой – в одинаковых условиях эксперимента.
Подобное испытание называется «вибрационный тест Юнкера» (методика испытаний регламентируется DIN 651512002). Тест показывает, что наибольшей стойкостью обладает стопорная (клиновая) шайба – первичный момент затяжки сохраняется практически на 100% (в то время как, например, у гроверной шайбы к концу теста он падает до нуля!).
Чем можно заменить пружинную шайбу гровера
Провести фиксацию гайки можно при применении самых различных элементов, их было выпущено достаточно много. Гровер, так по-другому называется пружинная шайба, часто заменяют следующим:
- Гайка самоконтрящаяся. Подобное изделие характеризуется тем, что в верхней части есть пластиковая ставка, которая отвечает за гашение вибрационной нагрузки и раскручивания. Стоит учитывать, что сложности при изготовлении изделия становятся причиной существенно повышения его стоимости, однако эффективность подобной гайки довольно высока.
- Шайба тарельчатого типа. Она также может устанавливаться вместо оригинального гровера, характеризуется меньшей стоимостью и большей надежностью.
- Встречается и коронная гайка. Она требуется в том случае, когда проводится сверление ответного крепежного элемента с последующим размещением шплинта. Надежность соединения в этом случае довольно высокая, однако оно характеризуется ступенчатостью.
- Фланец зубчатого типа. Фланец имеет насечки, которые сращиваются с гайкой. За счет насечек обеспечивается надежная фиксация соединения.
- Контрящая шайба. При ее изготовлении создается большое количество зубчиков, которые обеспечивают фиксацию.
- Пластины с усиками. В этом случае один из усиков выбирается в деталь, а остальные загибаются поверх витков. В продаже встречается просто огромное количество подобных вариантов исполнения, поэтому есть возможность подобрать наиболее подходящий.
- Проволочные замки. Этот вариант фиксации получил широкое распространение по причине низкой стоимости.
Как правило, выбор проводится в зависимости от эксплуатационных условий.
Разновидности
Производство пружинных шайб на территории нашей страны регламентируют положения ГОСТа 6402-70. Он устанавливает 2 варианта исполнения данных метизов.
Первое исполнение – простое. Второй вариант – более сложный. Гроверы этого исполнения применяются в соединениях, подвергаемых воздействию высоких нагрузок, включая вибрационные и носящие импульсный характер – ударные.
В данном нормативном документе четко прописано, что производится пружинные шайбы должны нижеперечисленных типов.
- Легкие. Поперечное сечение витков таких деталей – прямоугольное. Обозначаются литерой «Л».
- Особо тяжелые. Поперечное сечение – квадратное. Обозначение такое: «ОТ».
- Тяжелые. Конфигурация поперечного сечения, как и в предыдущем случае – оно квадратное. Для обозначения используется буква «Т».
- Нормальные. Поперечное сечение витков тоже квадратное. Обозначается литерой «Н».
В таблице указаны номинальные размеры параметров, которые отображены на чертежах исполнения, для гроверов, подходящих для формирования соединений с помощью соответствующих стержневых крепежных элементов. Единица измерения – миллиметры.
| Dн.ст.э | d | Типы пружинных шайб | ||||||||||
| OT | T | H | Л | |||||||||
| Значения параметров b и s одинаково | s | b | ||||||||||
| * | ** | * | ** | * | ** | * | ** | * | ** | * | ** | |
| 48,0 | 48,5 | +1,0 | — | ____ | — | —— | 12,0 | ± 0,215 | 7,0 | ± 0,18 | 12,0 | ± 0,215 |
| 10,0 | ± 0,18 | |||||||||||
| 45,0 | 45,5 | 9,5 | ||||||||||
| 42,0 | 42,5 | 12,0 | ± 0,35 | 10,0 | ||||||||
| 9,0 | ||||||||||||
| 39,0 | 39,5 | — | ± 0,29 | 8,5 | 6,0 | ± 0,15 | 10,0 | ± 0,18 | ||||
| 36,0 | 36,5 | 12,0 | ± 0,35 | 10,0 | 9,0 | |||||||
| 8,0 | ||||||||||||
| 33,0 | 33,5 | — | ± 0,29 | — | 7,0 | |||||||
| 30,0 | 30,5 | 10,0 | 9,0 | 8,0 | 9,0 | |||||||
| 6,50 | 8,0 | |||||||||||
| 27,0 | 27,5 | +0,84 | 9.0 | 8,0 | 7,0 | 5,5 | 8,0 | |||||
| 6,0 | ± 0,15 | 7,0 | ||||||||||
| 24,0 | 24,5 | 8,0 | 7,0 | 6,0 | 5,0 | 7,0 | ||||||
| 5,50 | 4,8 | 6,5 | ||||||||||
| 22,0 | 22,5 | 7,0 | 6,0 | ± 0,24 | 5,50 | 4,5 | 6,0 | ± 0,15 | ||||
| 5,0 | ||||||||||||
| 20,0 | 20,5 | 6,0 | ± 0,24 | 5,5 | 5,0 | 4,0 | 5,5 | |||||
| 4,50 | ||||||||||||
| 18,0 | 18,3 | 5,50 | 5,0 | 4,50 | 3,5 | 5,0 | ||||||
| 4,0 | ||||||||||||
| 16,0 | 16,3 | +0,70 | 5,0 | 4,5 | 4,0 | 3,2 | 4,5 | |||||
| 3,50 | ||||||||||||
| 14,0 | 14,2 | 4,50 | 4,0 | 3,50 | 3,0 | ± 0,125 | 4,0 | |||||
| 3.20 | ||||||||||||
| 12,0 | 12,2 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | ± 0,125 | 2,5 | 3,5 | |||||
| 10,0 | 10,2 | 3,50 | 3,0 | ± 0,125 | 2,50 | 2,0 | 3,0 | ± 0,125 | ||||
| 2,5 | ||||||||||||
| 8,0 | 8,2 | +0,58 | ____ | ____ | 2,5 | 2,0 | 1,6 | 2,5 | ||||
| 2,0 | ||||||||||||
| 7,0 | 7,2 | — | 2,0 | 1,6 | 2,0 | |||||||
| 6,0 | 6,1 | 2,0 | 1,6 | 1,4 | 2,0 | |||||||
| 1,4 | 1,2 | 1,6 | ||||||||||
| 5,0 | 5,1 | +0,30 | 1,6 | 1,4 | 1,2 | 1,6 | ||||||
| 1,2 | 1,0 | 1,2 | ||||||||||
| 4,0 | 4,1 | 1,4 | 1,2 | 1,0 | 1,4 | |||||||
| 1,0 | 0,8 | ± 0,08 | 1,2 | |||||||||
| 3,5 | 3,6 | — | 1,0 | 0,8 | 1,0 | |||||||
| 3,0 | 3,1 | 1,0 | 0,80 | ± 0,08 | 0,8 | 1,0 | ||||||
| 0,6 | ± 0,07 | |||||||||||
| 2,5 | 2,6 | +0,25 | 0,8 | ± 0,08 | 0,60 | ± 0,07 | 0,6 | 0,8 | ± 0,08 | |||
| 2,0 | 2,1 | 0,6 | ± 0,07 | 0,50 | 0,5 | |||||||
Параметр «k» (см. Исполнение 2) актуален только для шайб легкого и нормального типа. Его значение изменяется в диапазоне 0,15 мм ≤k≤0,8 мм.
В таблице приняты такие обозначения:
- Dн.ст.э. – диаметр (номинальный) подходящего крепежного стержневого элемента;
- символ «*» – «Номинальное значение»;
- символы «**» – «Предельное отклонение».
Разновидности, материал и методы изготовления
Рассматриваемое изделие производится с учетом стандартов, которые установлены в ГОСТ 6402-70. В нем указано то, какие материалы и методы должны применяться. Среди особенностей выбора металла отметим следующие моменты:
- Допускается применения стали, а также бронзы и некоторых других цветных сплавов.
- Твердость должна варьировать в пределе от 40 до 48 HRC в случае применения распространенных марок сталей. В случае использования бронзы значение составляет не менее 90 HRC. От типа применяемого материала во многом зависит вес и некоторые другие показатели.
- При производстве могут применяться различные методы, однако не допускается появление трещин, окалин, заусенец и иных дефектов. В некоторых случаях допустимы только мелкие дефекты, которые не отражаются на эксплуатационных характеристиках изделия.
- Для выявления основных качеств плоская шайба подвергается различным тестам.
Часто встречается ситуация, когда при изготовлении пружинной шайбы проводится применение специальной пружинной стали, обладающей особыми эксплуатационными характеристиками.
Для достижения требуемых свойств проводится термическая обработка, за счет которой повышается твердость и снижается хрупкость.
Соответствие шайбы ГОСТ 6402
Изготавливают гровер, как указано в ГОСТе (пружинная сталь 65Г), с последующей термообработкой. Это снижает внутреннее напряжение металла, увеличивает его прочность и противостояние к внешним воздействиям, а также снижает хрупкость изделия.
Шайбы Гровера могут выпускаться с покрытием или без него. Нанесённое покрытие улучшает антикоррозионные свойства, а хромовое покрытие ещё придаёт большей твердости шайбе и увеличивает срок службы.
Гровер диск выпускается в четырёх видах: лёгкие, нормальные, тяжёлые и особо тяжёлые. ГОСТ описывает все показатели, которыми должны обладать пружинные шайбы, а также представлена таблица размеров шайбы-гровера. На вид диска влияет профиль катанки.
Острая кромка диска также останавливает самопроизвольное отвинчивание за счёт упора в металл, поэтому, когда необходимо отвинтить крепёж, на гайке обычно остаются механические повреждения (царапины) от острой кромки как от резчика.
Второй раз использовать диск в сборке с крепежом не рекомендуется, и, когда эта рекомендация игнорируется, то крепёж откручивается в самый не подходящий момент.
Как ставить гровер шайбу?
В целом рассматриваемое изделие не существенно отличается от обычного варианта исполнения. Именно поэтому особенностями установки можно назвать следующее:
- Располагается между гайкой и основным элементом.
- Может идти в комплекте с обычной гайкой.
Именно простота эксплуатации определяет большое распространение рассматриваемого изделия.
Что нужно знать о профессии
Очень важно знать, какие функциональные обязанности у специальности гравировщик:
- уметь создавать модели для объекта;
- правильно подбирать материал для выполнения работы;
- правильно выбирать способы и методы обработки, а так же необходимый инструмент;
- выполнять гравировку любой сложности;
- уметь доводить работу до совершенства;
- производить заточку инструментов для гравировки;
- проводить регулировку и наладку всех необходимых станков и аппаратов, необходимых для выполнения гравировки.
Важно знать, и о том, где может работать специалист:
- различные государственные или частные ювелирные мастерские;
- в художественных мастерских;
- в магазинах, где продаются подарки;
- на предприятиях, связанных с полиграфией, текстилем, или на целлюлозно-бумажных фабриках;
- в организациях, где оказываются ритуальные услуги, в частности, изготовление памятников.
Применение пружинных шайб и особенности эксплуатации
Область применения метизов и рассматриваемых пружинных шайб довольно высока. Это связано с тем, что они просты в изготовлении и служат в течение длительного периода. Среди особенностей эксплуатации отметим:
- Со временем основные свойства снижаются.
- Механическое повреждение может стать причиной выхода из строя.
- Воздействие тепла также негативно отражается на основных свойствах.
Допускается применять шайбу рассматриваемого типа в машиностроительной и других областях. При этом учитывается то, что степень фиксации относительно невысокая.
Плюсы и минусы
Пружинные шайбы имеют как преимущества, так и недостатки. К достоинствам можно отнести:
- универсальность. Гроверы, при корректной установке, отлично работают в резьбовых соединениях любого типа;
- устойчивость к негативному воздействию влаги. Даже если для производства шайб использовалась не коррозионностойкая сталь марки 3X13, такие детали, выполненные из углеродистых сплавов, обычно оцинковываются. Поэтому на их поверхности при работе в условиях повышенной влажности, оксид железа – ржавчина – не появляется;
- простота использования;
- невысокая стоимость даже по сравнению с другим бюджетным крепежом;
- достаточно высокая износоустойчивость;
- отличные прочностные характеристики.
Значимых недостатков у пружинных шайб заметно меньше:
- если гровер применяется совместно с крепежными элементами, изготовленными из мягкого металла, его кромки могут причинить вред их резьбовой накатке;
- при продолжительном пребывании в сильно затянутом резьбовом соединении возникают остаточные деформации. По этой причине повторное использование часто бывает невозможным;
- когда на пружинную шайбу воздействуют повышенные нагрузки, она может со временем изменить спиралевидную конфигурацию на плоскую. Данное явление вызывает значительное уменьшение натяжной силы.
Технические требования
В ГОСТе 6402-70 также прописаны правила, которыми должен руководствоваться производитель пружинных шайб. Ниже приведена лишь часть из них.
- В качестве сырья для изготовления данной продукции должна использоваться проволока, соответствующая требованиям ГОСТ 11850, принятого в 1970году. Также допускается применение заготовок из сплавов следующих марок: жаропрочная коррозионностойкая высоколегированная конструкционная сталь 3X13; рессорно-пружинная конструкционная сталь 65Г; нелегированная рессорно-пружинная конструкционная углеродистая сталь 70; бронза марки БрKMц3-1 либо иные цветные сплавы.
- Показатель твердости, определяемый по методике Роквелла: стальных пружинных шайб, должен находиться в пределах 40,0…41,5≤НRС≤48,0…49,5; бронзовых гроверов должен быть не меньше 90НRВ
Твердость гроверов, произведенных из стали марки 70, может быть увеличена до 50,0≤НRС≤51,5.
- На поверхности изделий не должны присутствовать следы коррозии, признаки растрескивания, остатки облоя – заусенцы, а также частицы чешуйчатого вида – окалина. При этом остатки неотделимой окалины не выводят продукцию в категорию брака.
- Срез на концах витков шайб должен быть плоским. Сколы металла, не выводящие значение параметра «m» (см. чертеж исполнения №1) за пределы допустимых отклонений, в число браковочных признаков не входят.
- Кромка, сформированная опорной поверхностью изделия и плоскостью среза должна быть, по возможности, максимально острой.
- К дефектам не причисляется трапециевидная конфигурация поперечного сечения пружинной шайбы, не выходящая за пределы параметра «s» — на чертеже это высота витка.
- Гровер не должен давать трещин и переламываться, если концы подвергаются изгибу на угол, составляющий 45°.
