Виды шайб, классификация и применение
Знаете ли вы, что от правильного выбора шайбы может зависеть прочность всей конструкции? Универсальные, безопасные, грузовые - мы рассмотрим все многообразие шайб, их классификацию и особенности применения. Эти сведения помогут вам подобрать оптимальный вид шайбы для решения любых монтажных задач.
Общие сведения о шайбах
Шайба - это крепежное изделие, которое подкладывается под головку болта, винта, шурупа или гайки для увеличения опорной поверхности.
Основные назначения шайб:
- Увеличение площади контакта головки крепежа
- Предотвращение самоотвинчивания
- Распределение нагрузки на большую поверхность
- Защита поверхности деталей от повреждений
- Повышение герметичности соединений
Использование шайб в конструкциях имеет ряд преимуществ:
- Повышение прочности и надежности крепежных соединений
- Увеличение допустимых нагрузок на соединение
- Предотвращение деформации и износа деталей
- Защита от коррозии в местах контакта
- Возможность применения большего крутящего момента
Шайбы изготавливают из различных материалов:
- Сталь
- Латунь
- Бронза
- Титан
- Пластик
- Резина
Классификация шайб
Существует несколько основных способов классификации шайб:
По форме
- Плоские
- Пружинные (шайбы Гровера)
- Стопорные (пружинные, зубчатые)
- Косые
- Сферические
- Потайные
По назначению
- Увеличенные шайбы
- Кровельные
- Втулки-шайбы
- Дистанционные
- Пружинные упорные
По материалу
- Стальные
- Латунные
- Пластиковые
- Резиновые
- Титановые
По способу изготовления
- Штампованные
- Кованные
- Сварные
По степени жесткости
- Мягкие
- Полужесткие
- Жесткие
По стандартам
- ГОСТ
- DIN
- ANSI
- ISO
Плоские шайбы
Плоские шайбы имеют форму диска с отверстием посередине. Их основное назначение - увеличение площади опорной поверхности головки крепежа.
Существует два класса точности плоских шайб:
- Класс А - шайбы с фаской по одной стороне
- Класс С - шайбы обычной плоской формы
Плоские шайбы находят широкое применение в различных отраслях:
- Машиностроение
- Строительство
- Авиастроение
- Судостроение
- Железнодорожный транспорт
К достоинствам плоских шайб можно отнести простоту конструкции, надежность, невысокую стоимость. Недостатком является ограниченная функциональность по сравнению с более сложными видами шайб.
Пружинные шайбы
Пружинные шайбы отличаются от плоских тем, что имеют разрез по диаметру. Концы шайбы расположены в разных плоскостях и могут сжиматься.
Принцип работы пружинных шайб основан на их упругой деформации при затяжке крепежа. Это позволяет им надежно фиксировать гайки и болты, предотвращая самоотвинчивание.
Существует несколько типов пружинных шайб:
- Легкие
- Нормальные
- Тяжелые
- Особо тяжелые
Они различаются толщиной материала и усилием сжатия. Чем тяжелее шайба, тем больше усилие требуется для ее деформации.
Пружинные шайбы изготавливают из высококачественной упругой стали. Наиболее распространены марки 65Г, 70 и 30Х13.
Стандарты для пружинных шайб в России - ГОСТ 6402-70 и ГОСТ ISO 13738-2019.
Пружинные шайбы находят широкое применение в промышленности, строительстве, на транспорте.
Стопорные шайбы
Стопорные шайбы предназначены для надежной фиксации крепежа и предотвращения его самоотвинчивания.
Существует несколько разновидностей стопорных шайб:
- Пружинные стопорные шайбы с насечкой по краям
- Эксцентрические стопорные шайбы
- Многолепестковые стопорные шайбы
Каждый тип стопорных шайб имеет свои особенности:
- Пружинные - просты в изготовлении, надежны
- Эксцентрические - высокая степень стопорения
- Многолепестковые - удобны для фиксации подшипников
Стопорные шайбы широко используются в машиностроении, приборостроении, авиации.
Специальные шайбы
Помимо стандартных существует множество специальных шайб для решения конкретных задач.
Некоторые примеры:
- Увеличенные шайбы под шестигранные головки
- Потайные декоративные шайбы
- Кровельные шайбы с резиновой прокладкой
- Втулки-шайбы для электроизоляции
- Пружинные шайбы с осевой нагрузкой
Такие шайбы разрабатываются под конкретные условия эксплуатации с учетом требований заказчика.
Их применение позволяет максимально эффективно использовать крепеж в различных конструкциях и узлах.
Материалы для изготовления шайб
Выбор материала для шайб зависит от условий их эксплуатации и требуемых характеристик.
Наиболее распространенные материалы:
- Сталь - прочность, стойкость к износу
- Латунь - коррозионная стойкость, пластичность
- Бронза - высокая прочность, износостойкость
- Титан - легкость, прочность, стойкость к коррозии
- Пластик - электроизоляция, химстойкость
- Резина - упругость, шумоизоляция, герметичность
Стальные шайбы
Сталь является наиболее распространенным материалом для шайб благодаря оптимальному сочетанию прочности, пластичности и стоимости.
Для изготовления стальных шайб используются следующие марки стали:
- 65Г - для пружинных шайб
- 40Х, 30ХГСА - для плоских шайб
- 35ХМ, 40ХН2МА - для стопорных шайб
Стальные шайбы могут иметь различные защитные покрытия:
- Цинкование
- Кадмирование
- Никелирование
- Оксидирование
Латунные шайбы
Латунные шайбы обладают повышенной коррозионной стойкостью и пластичностью по сравнению со стальными.
Основные марки латуни для шайб:
- ЛЦ16К4
- ЛС59-1
- ЛО70-1
Латунные шайбы применяются в условиях воздействия морской воды, агрессивных сред, повышенной влажности.
Бронзовые шайбы
Бронзовые шайбы отличаются очень высокой износостойкостью.
Используют следующие марки бронзы:
- БрОФ6,5-0,15
- БрАЖ9-4
- БрКМц3-1
Применение - высоконагруженные узлы трения, подшипники качения.
Производство шайб
Процесс производства шайб включает следующие основные этапы:
- Подготовка металла
- Штамповка заготовок
- Механическая обработка
- Термообработка
- Нанесение покрытий
- Контроль качества
Подготовка металла
На этом этапе производят плавку металла, разливку в слитки, прокатку в листы или прутки нужного размера.
Штамповка заготовок
Из листового или полосового проката штампуются заготовки шайб нужной формы на прессах или кривошипных штамповочных молотах.
Механическая обработка
Заготовки обтачиваются, сверлятся, нарезаются на станках ЧПУ для придания точных размеров и формы.
Термообработка
Для придания необходимых механических свойств шайбы подвергаются закалке, отпуску, старению.
Нанесение покрытий
Для защиты от коррозии на шайбы наносятся специальные покрытия - оцинкование, никелирование, кадмирование.
Контроль качества
На заключительном этапе проверяются размеры, механические свойства шайб, внешний вид покрытия.
Автоматизация производства позволяет обеспечить высокое качество и стабильность параметров выпускаемых шайб.
Упаковка и маркировка
Для удобства транспортировки и хранения шайбы упаковываются:
- Навалом в ящики
- В пакеты по 1000-5000 шт.
- На ленты, бухты
Маркировка содержит:
- Тип шайбы
- Материал
- Размеры
- Обозначение стандарта
Это позволяет быстро идентифицировать шайбы при транспортировке, хранении и монтаже.