Стопорная шайба и плоская шайба: основные различия, использование и советы по порядку сборки

На большинстве сборочных стендов и грузовиков на стройплощадке бункеры для стиральных машин расположены рядом: плоские шайбы DIN 125 в одном, пружинные стопорные шайбы ДИН 127 в другом. Новому покупателю они кажутся взаимозаменяемыми. Это не так. Выбор стопорной шайбы или плоской шайбы определяет, как будет вести себя болтовое соединение на протяжении всего срока службы: одна шайба выдерживает давление, другая борется с вращением, а выбор неправильной шайбы редко проявляется во время проверки. Это проявляется два года спустя, когда вибрирующий кронштейн конвейера начинает расшатываться.

В этом руководстве сравниваются два типа по функциям, геометрии, действующим стандартам и реальным характеристикам вибрации, а затем рассматривается порядок укладки, который вы можете передать прямо в цех. Во всех примерах размеров используется стандартная метрическая фурнитура: болты M8, M10 и M12 класса прочности 8.8.

Что делает плоская шайба: распределяет нагрузку, защищает поверхности

Плоская шайба представляет собой тонкое плоское кольцо, плоское с обеих сторон, которое распределяет силу зажима болта или гайки на более широкую опорную поверхность и защищает поверхность соединения от задиров и заглубления.

Цифры просты. Шайба DIN 125A для болта M8 имеет внутренний диаметр 8,4 мм, внешний диаметр 16 мм и толщину 1,6 мм. Его задача — арифметическая: та же нагрузка зажима, распределенная по большей площади, означает меньшее поверхностное давление, поэтому более мягкие основные материалы, такие как алюминий, древесина, листовой металл и пластик, не помят и не проткнут под гайкой.

Сколько площади на самом деле добавляет стиральная машина? При использовании стандартных размеров торца гайки (dw) по сравнению с размерами шайбы DIN 125 эффективная площадь подшипника увеличивается более чем вдвое для M8 и M10 и почти втрое для M12:

Где плоская шайба заслуживает своего места:

• Мягкие или тонкие базовые материалы: алюминиевые профили, древесина, гипс и пластиковые сборки.
• Отверстия увеличенного размера, с прорезями или удлиненные, через которые может пройти голая гайка.
• Окрашенные, анодированные или оцинкованные поверхности, которые не должны истираться во время затяжки.
• Любая сборка, где имеет значение постоянное соотношение крутящего момента и натяжения.

Плоские шайбы DIN125 / GB97.1 Эти плоские шайбы немецкого стандарта распределяют нагрузки на болты и гайки, защищают сопрягаемые поверхности от износа и улучшают стабильность соединения, что делает их основным выбором везде, где плоская шайба заслуживает своего места. Просмотреть продукт →

Что делает стопорная шайба: пружина, которая борется с возвратом

Стопорная шайба представляет собой разрезное спирально навитое кольцо из закаленной пружинной стали, которое прижимается к головке гайки или болта, чтобы противостоять непреднамеренному вращению.

Для болта М8 толщина кольца DIN 127 составляет около 2,0 мм. Идея конструкции заключается в силе живой пружины под гайкой. На практике история более скромная: как только гайка достигает полного момента затяжки, катушка уже сплющена почти до уровня. Опытные монтажники знают, что при конечном моменте затяжки оно ведет себя близко к плоскому кольцу, поэтому большая часть запирающего действия происходит за счет зацепления его концов, а не за счет остаточного хода пружины.

Этот прикус полезен при жестких соединениях стали по стали, где детали не могут сильно скользить: рамы машин, фиксированные кронштейны, корпуса. На мягких поверхностях концы вгрызаются в основной материал, поднимают заусенцы и могут облегчить, а не усложнить расшатывание.

В практичных местах пружинная стопорная шайба по-прежнему имеет смысл:

• Жесткие соединения сталь-сталь, подвергающиеся легкой периодической вибрации.
• Некритичные модификации, когда под рукой нет гайки с преобладающим моментом.
• Сквозные болтовые соединения, в которых гайка является вращающимся элементом.

DIN127 Пружинные стопорные шайбы Эти закаленные пружинные шайбы, доступные с внутренним и внешним расширением, прижимаются к гайкам и болтам, предотвращая ослабление от вибрации, что идеально подходит для практических случаев, описанных здесь. Просмотреть продукт →

Стопорная шайба и плоская шайба: параллельное сравнение

Основное различие легко определить: плоская шайба контролирует давление и повреждение поверхности, стопорная шайба сопротивляется ослаблению, и ни одна из них не может выполнять работу другой.

Что показывают испытания на вибрацию о пружинных шайбах

Лабораторные испытания на поперечную вибрацию неоднократно показывали, что разъемная стопорная шайба может потерять большую часть своего предварительного натяга, поэтому инженеры рассматривают ее как средство легкой фиксации, а не как решение для критически важных соединений.

Испытание DIN 65151, известное как испытание Юнкера, заключается в зажиме соединения, а затем встряхивании его в поперечном направлении с контролируемой амплитудой, в то время как датчик регистрирует остаточную силу зажима. На широко воспроизводимых кривых сборки с винтовыми пружинными шайбами ​​демонстрируют резкое падение предварительной нагрузки, часто падающей до небольшой доли первоначального значения в течение первой фазы пробега. Тот же шарнир, правильно затянутый без разрезного кольца, выдерживает зажимное усилие гораздо дольше.

Две вещи способствуют такому результату. Катушка уже плоская при моменте сборки, поэтому у нее почти не осталось хода для поглощения движения. А при поперечном скольжении вращающиеся части преодолевают небольшое трение на концах, оставляя в суставе прорезь, повышающую напряжение.

Вывод при покупке: сохраните стопорные шайбы для статических, жестких соединений и потратьте реальный бюджет на борьбу с вибрацией на гайки с преобладающим крутящим моментом, фланцевые крепежные детали с разумной длиной зажима и сборку с контролем крутящего момента.

Стопорная шайба против плоской шайбы на практике: порядок укладки на болте

Работоспособный заводской стандарт: плоская шайба под головкой болта, пружинная стопорная шайба под гайкой и вторая плоская шайба между стопорной шайбой и любой мягкой или обработанной поверхностью.

Болты с шестигранной головкой DIN933 / DIN931 Шестигранные болты DIN933 с полной резьбой и с полурезьбой DIN931 хорошо сочетаются с компоновкой плоская со стопорной шайбой, выдерживая более высокий крутящий момент, нагрузку и более длинные соединения в цеху. Просмотреть продукт →

Материал и покрытие: подбор шайб к рабочей среде

Материал шайбы должен соответствовать как болту, так и окружающей среде: нержавеющая сталь снаружи и во влажных зонах, углеродистая сталь с покрытием внутри помещения, закаленная сталь под высокопрочными болтами.

• Нержавеющая сталь, обычно 304, для наружных, прибрежных, влажных или промывных мест; сохраняет весь комплект нержавеющим, чтобы щелевая коррозия не была легким партнером.
• Углеродистая сталь с покрытием, оцинкованная или подобная, для сухих внутренних сборок, подобранная к собственному покрытию болта, чтобы одна часть не подвергалась коррозии раньше.
• Шайбы из закаленной стали под болты классов прочности 8,8 и 10,9, так как незакаленная шайба впивается и теряет опорную поверхность.

Выбор покрытия основан на том же компромиссе между стоимостью и коррозией, что и винты. Сравнение нержавеющей стали, оцинкованной стали и оцинкованной стали дает математическую оценку, если вы сопоставляете бюджет с условиями обслуживания.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать одновременно стопорную и плоскую шайбы?

Да, и это обычное дело. Плоская шайба обращена к поверхности соединения; стопорная шайба прилегает к гайке, поэтому ее концы могут закусить. На мягких поверхностях поместите плоскую шайбу между шарниром и пружинной шайбой.

Стопорная шайба проходит под гайку или под головку болта?

Обычно под гайкой, поскольку гайка — это деталь, которая вращается во время затяжки и обслуживания. Под простой головкой болта это тоже работает, но сторона гайки соответствует большинству чертежей.

Можно ли повторно использовать пружинную стопорную шайбу?

Относитесь к нему как к одноразовому. После того, как оно сплющено, треснуто или заметно надкусано, оно больше не обеспечивает силу пружины или чистый прикус, а повторно используемые кольца являются постоянной причиной ослабления соединений, обнаруживаемых во время технического обслуживания.

Всегда ли мне нужна стопорная шайба на болтовом соединении?

Нет. Жесткие статические соединения с правильным моментом затяжки часто никогда не ослабляются. Добавляйте блокировку только там, где существует риск вращения, и помните, что плоская шайба остается правильным решением, когда реальной проблемой является давление на поверхность, а не ослабление.