Пружинная шайба (гроверная)

Описание крепежного материала

Металлическую прокладку ставят, чтобы гайка или болт не раскручивались при работе стыка в условиях вибрации. Иногда для усиления прижимной способности используют сразу два стальных кольца. По виду прокладка напоминает виток пружины.

Действие пружинной шайбы:

• контролирует статичность других деталей резьбового соединения;
• увеличивает контактную площадь гайки или шляпки болта;
• уменьшает усилие давления на плоскость.

Работали с гроверными шайбами?

Да
55.88%

Нет
23.53%

Планирую
20.59%

Проголосовало: 34

Результаты исследований предельной динамической нагрузкой показывают:

• с применением гровера стык расслабляется через 10 сек.;
• при применении нейлоновой вставки — 5 – 6 сек.;
• без использования прокладок — 1 сек.

Деталь производят в двух видах: форма А и В. Первая модель отличается острыми концами, отогнутыми наружу. Вариант В производят с гладкой плоскостью сечения (притупленные кромки). Гроверы имеют диаметры: М6, М8, М10, М12, М16, М20, М24, М27, М30, М36, М42, М48, М52.

Конструкция и принцип работы

Изготавливается шайба гроверная в соответствии с нормативами ГОСТ 64.02 – 1970.   

Особенности конструкции:

• вспомогательный крепеж выпускают в форме стального кольца с плоской поверхностью;
• стенка вставки разрезана в одном месте под углом 15°, при этом концы располагаются в разных плоскостях по отношению друг к другу;
• кромка между плоскостью шайбы и среза делается острой;
• стороны в виде трапеции в пределах высоты не являются дефектом.

Механизм действия обусловлен эффектом пружины и своеобразной формой:

• острые кромки впиваются в гайку;
• повышается коэффициент трения;
• гайка или болт не могут самопроизвольно раскрутиться;
• дополнительно пружинная вставка усиливает натяжное напряжение резьбового стыка.

Материалы изготовления

Гроверные шайбы изготавливают из определенных видов металла, способных обеспечить требуемые технические характеристики изделия. Шайбы производят с покрытием или без него, условия защиты поверхности приведены в нормативно-технических документах на выпуск продукции.

Материал для производства:

• легированная и нелегированная углеродистая сталь:
• низкоуглеродистые сплавы, заготовки из которых впоследствии подвергают закаливанию;
• латунь, бронза;
• магниевые составы.

Сфера применения

Шайба Гровера используется, если нужно обезопасить резьбовое соединение от расшатывания, разбалтывания, самостоятельного откручивания.

Варианты применения:

• если резьбовой стык испытывает вибрацию не постоянно, а только в отдельных эпизодах, кратковременно;
• в механизмах, которые требуют обязательного периодического обслуживания;
• если механизмы и агрегаты должны быть стационарно закреплены на капитальных основаниях и нельзя допустить малейшего сдвига.

Плюсы и минусы гроверной шайбы

Низкая цена
Универсальность применения
Большой срок службы резьбовых изделий
Высокая прочность
При малом осевом натяжении повышается коэффициент трения

Нельзя сильно затягивать
Нельзя повторно использовать
Эксцентричность усилия при затягивании
Действие только на гайку

Многолапчатые шайбы

Четвёртый вид шайбы с зубьями, называемой многолапчатой, — это кольцо с выступом на внутреннем круге и лапками прямоугольной формы на наружном контуре. Внутренний выступ отогнут от плоскости шайбы на 90º, а лапки — на 25º. Благодаря этому их удобнее захватывать, чтобы в дальнейшем загнуть на боковину гайки для стопорения.

Рассматриваемые метизы не относятся к пружинным. С предыдущими изделиями их объединяет зубчатость формы и функциональное назначение — стопорение резьбового соединения. Зубчатые многолапчатые шайбы нашли массовое применение в изготовлении двигателей и других, подобных им, систем и узлов.

Такие метизы применяют для надёжного стопорения гаек на винтовых валах и других деталях. Их используют только совместно со шлицевыми гайками и с валом, имеющим продольный аксиальный паз, в который входит внутренний выступ шайбы. Благодаря этим компонентам шайба не может прокручиваться вокруг оси.

Когда к ней притягивают шлицевую гайку, одну из лапок изделия загибают и вводят в шлиц гайки на цилиндрической стороне детали (всего шлицов четыре). Таким образом, гайка, шайба и вал оказываются надёжно сцепленными между собой и не раскручиваются от вибрационных и деформационных воздействий.

Зубчатые многолапчатые шайбы изготавливаются по DIN 5406 , а также по российскому ГОСТ 11872. Шлицевые круглые гайки — по ГОСТ 11871, DIN 981, DIN 1804. Указанные стандарты на описываемые детали допускают их изготовление под размеры резьб от 4 до 200 мм.

В отличие от первых трёх видов, многолапчатые шайбы изготавливают не из пружинных, а из более пластичных сталей и сплавов, позволяющих без вреда для изделия отгибать зубья. Несмотря на это преимущество, такие детали считаются одноразовыми и подлежат замене при каждой разборке соединения.

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:

1. Напоминает обычный виток пружины.
2. Зазор расходится в направлении, противоположном ходу гайки, за счет чего исключается вероятность отвинчивания.
3. Вращение фиксируется за счет специальной кромки гровера, которая впивается в поверхность.

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.

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

Шайба пружинная или, другое название шайба гровер, входит в состав крепёжных изделий. Он может устанавливаться под другим крепёжным изделием (болт, шуруп, саморез, винт), чтобы обеспечить надёжность резьбовых соединений от откручивания. Гровер под гайку прокладывается между гайкой и изделием.

История появления шайбы гровер

Шайба Гровера появилась в конце XIX века при бурном расцвете многих отраслей промышленности, особенно приборостроения и машиностроения. Это повлияло на потребность в более качественных резьбовых соединениях.

Обычный крепёж (гайки, болты) не мог справиться с нагрузками, которые появились в результате технического прогресса. В итоге прочность соединений крепёжных деталей значительно снижалась и приводила к неожиданным действиям.

Использование клёпаных соединений не стало выходом из существующей ситуации. Они не всегда были удобны в использовании, а если удавалось их применить, то впоследствии возникали трудности при обслуживании. Требовался крепёж, сдерживающий ударные нагрузки и выполняющие роль стопора.

Такими свойствами стала обладать шайба гровер, названная по имени изобретателя Д. Гровера. Как она выглядит, можно увидеть на фото гровера.

Принцип работы шайбы

На вид она выглядит очень просто, представляя собой разрезанный диск с разведёнными концами, которые находятся в разной плоскости. Такая форма шайбы подходит для предотвращения самопроизвольного откручивания другого крепежа за счёт упругой деформации, формирующейся под нагрузкой.

Например, когда подкладывается гровер под гайку, она пытается двигаться в обратную сторону, но кромка шайбы упирается в корпус и обеспечивает неподвижность крепежа. Таков принцип работы гроверов.

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.

Отношение к шайбе гровер за рубежом

Пружинная шайба гровер может иметь разновидности (пружина из двух витков, диск с насечкой, например, как пружина из двух витков, как шайба с насечкой)

Несмотря на важность в обеспечении безопасности в собранном крепеже, пружинные диски имеют недостатки, которые вызывают сомнения в их эффективности

Например, в Германии ограничили использование гроверов до определённого параметра прочности для крепежа и назначили переходный период, после которого должны полностью отказаться от их использования.

Это отношение к пружинным дискам в качестве стопорных элементов поддержало NASA в конце прошлого века. К такому заключению это агентство подошло после выхода статьи о шайбе Гровера, где сделан вывод, что диск имеет эффект стопара только в момент стягивания. Когда оказывается зажатой со всех сторон, то превращается в обыкновенный плоский диск без выполнения стопорных функций.

Окончательный вывод

Такие противоречивые мнения наводят на мысль нужна ли такая деталь в крепеже? По результатам анализов можно сделать следующий вывод. Пружинная шайба выполняет свои стопарные функции, имеет преимущества перед другими упругими шайбами из-за своей дешевизны.

Напрашивается вывод: если шайба гровер более дешёвая в сравнении с другими, но обладает стопорными свойствами, технологична при производстве, то зачем от неё отказываться?

Пусть она не попала в каталог лучших товаров, но далеко не всегда необходимо применять дорогостоящие материалы, если вибрационные нагрузки имеют единичные случаи.

Кольца стопорные из нержавеющей стали

Стопорное нержавеющее кольцо — крепежные элементы, представляющие собой кольцо незамкнутой формы, применяемое для создания разъемных соединений элементов и деталей на валах или отверстиях. Их изготавливают из углеродистой, нержавеющей стали, изделия устойчивы к воздействию температуры, влажных и кислых сред.

В зависимости от конструктивных решений разделяют нержавеющие стопорные кольца на следующие виды:

1. Наружные, отвечают DIN 471. Изделие выполнено в виде не до конца сомкнутого кольца и имеет внешние проушины, используется с целью закрепления деталей на валах или трубах, предотвращают соскальзывание деталей с посадочного места. Используется в любых сферах промышленности. Материалом основания выступает сталь или металл.
2. Внутренние, выполнены по DIN 472. Крепежные элементы изготавливаются из пружинной стали, имеют форму кольца с внутренними проушинами, применяются для фиксации вращающегося элемента в отверстии, а также рычагов и тяг. Применяются для стальных и металлических материалов оснований.
3. Упорные, соответствуют DIN 6799. Изготавливаются полукруглой формы, на внутренней стороне имеют три упора для надежной фиксации на валу. Применяются для создания разъемных соединений в машино-, приборостроении и других областях. Материалом основания выступает сталь или металл.

Преимущества стопорных колец нержавеющих:

• возможность закрепления вращающихся деталей;
• надежное закрепление деталей , отсутствие их соскальзывания и проворачивания;
• быстрота и удобство монтажа, изделия занимают мало места;
• нет необходимости выполнять ступенчатые валы или нарезать резьбу под гайку;
• длительный срок эксплуатации;
• устойчивость к воздействию кислой среды и повышенной влажности;
• сохранность первоначальных свойств при воздействии высоких и низких температур.

Нержавеющие стопорные кольца используют для решения следующих задач:

• закрепление и фиксация деталей на валу;
• любые сферы промышленности, где есть конструкции с валами;
• закрепление металлических элементов на двигателях, редукторах;
• в машино-, автомобилестроении.

При подборе стопорных колец из нержавейки, учитывают следующие характеристики:

1. Основные размеры стопорных колец можно посмотреть в технической документации DIN, которому они соответствуют. При определении фактических размеров учитывают, что они могут быть немного больше или меньше с учетом проточки (канавки). Внешние стопорные элементы меряются по внутреннему диаметру, а внутренние стопорные элементы замеряют по наружному диаметру. В маркировке изделия указывается диаметр в миллиметрах.
2. Для фиксации на валу используют изделия с наружными проушинами, при монтаже элемента в отверстие используют кольца с внутренними проушинами.
3. Сжимать и разжимать такие крепежные элементы можно только во время их монтажа, так как при чрезмерном разжимании изделие утрачивает свои удерживающие способности.

Монтаж стопорных колец выполняется очень просто. Крепежный элемент устанавливается на валу, либо в отверстия в специально проточенные пазы (канавки). Глубина канавки рассчитывается, таким образом, чтоб часть кольца выходила за ее пределы. Благодаря такому закреплению выступающая часть работает по принципу плеча силы: принимает на себя механическую нагрузку и надежно удерживает деталь в посадочном месте, не позволяя ей соскальзывать и проворачиваться. При выполнении установки необходимо надевать очки, а также использовать съемник стопорных элементов. Для установки упорных стопорных элементов не требуется специальное оборудование, так как изделие достаточно просто поддеть отверткой.

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:

1. Допускается применения стали, а также бронзы и некоторых других цветных сплавов.
2. 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.
3. 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.
4. Для выявления основных качеств плоская шайба подвергается различным тестам.

Для достижения требуемых свойств проводится термическая обработка, за счет которой повышается твердость и снижается хрупкость.

Чем можно заменить пружинную шайбу гровера

А вариантов замены – множество. Мы перечислим самые распространенные:

Самоконтрящаяся гайка. В верхней ее части вмонтирована пластиковая вставка, гасящая вибрационные колебания и препятствующая самораскручиванию соединения. Это самый дорогой, но на сегодня – самый эффективный и технологичный способ.

Пружинная тарельчатая шайба. Очевидно, что она использует часть изначальной идеи оригинального гровера, но еще более проста в производстве.

Коронная гайка. Требует сверления ответного крепежного элемента с последующей фиксацией шплинтом. Обеспечивает надежное, но отчасти ступенчатое, сопряжение деталей.

Зубчатый фланец. Практически шайба с насечкой, срощенная с гайкой. Эффект от использования – понятен.

Гайка с цилиндрическим поясом. Требует наличия у ответной детали продольного шлица (или шлицов)

Контрящая шайба. В ней множество зубчиков препятствуют раскручиванию соединения.

Шайбы с усиками. Требуют отверстия или выборки для одного из усиков в детали, а остальные усики загибаются на грани гайки или головки винта. Имеется множество вариантов конструкции таких шайб.

Адгезионная фиксация. Различные составы, наносимые на резьбу, после полимеризации препятствующие разборке резьбового соединения.

Проволочные замки. Используется при расположении рядом нескольких крепежных деталей – чаще болтов или винтов.

Также важно помнить, что даже простая окраска может стать достаточным фактором фиксации. А в более тяжелых случаях применяется боковая фиксация соединения при помощи винта или штифта, расклепывание выступающей резьбы, а в самых тяжелых случаях – сварка, но последние 2 варианта – практически не разборны. Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже

Мы будем рады общению с вами

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами

Пружинная шайба гровер — материалы для изготовления

В основном гровер изготавливается из углеродистой пружинной стали и подвергается закалке. Для нормального взаимодействия с материалом металлических изделий, которыми осуществляется крепеж, шайба должна быть тверже их, чтобы «вгрызаясь» в их металл при раскручивании, препятствовать ему.

Существуют гроверы, изготовленные из алюминия, бронзы, латуни и даже меди, для метизов из соответствующего металла. Стальные же могут подвергаться воронению (чернению), хромированию, анодированию (создание окисной пленки) и прочее.

Shaiba-grover-11

Shaiba-grover-9

Shaiba-grover-15

Также иногда горизонтальным плоскостям шайб гровера придают определенную шероховатость для увеличения сил трения между поверхностями соединяемых деталей. Пример этому — кованый железнодорожный гровер, называемый путевой шайбой.

А двухвитковые пружинные шайбы, используемые в клеммных болтах, которые служат для крепления рельс, имеют еще более резко выраженный эффект сопротивления раскручиванию.

Это происходит благодаря тому, что, в отличие от гровера, они не превращаются в плоскую деталь после окончательной сборки.

Кольца

Родственными по отношению к стопорным шайбам являются стопорные кольца. Родство настолько близкое, что не всегда понятно, почему одни из них – шайбы, а другие – кольца. Кольца также применяются для стопорения на валах или отверстиях. Иногда их называют кольца Зегера. Среди нескольких конструкций стопорных колец в ассортименте ЦКИ представлены только эксцентрические кольца в нормальном исполнении.

Кольцо стопорное для вала эксцентрическое наружное DIN 471.

Кольцо стопорное для отверстия эксцентрическое внутреннее DIN 472.

Кольцо уплотнительное DIN 7603 A предназначено для резьбовых пробок. Для качественного уплотнения кольца должны быть мягкие, поэтому их изготавливают из чистых отожжённых металлов – меди или алюминия. В ассортименте ЦКИ имеются только медные кольца. При большом разнообразии диаметров они имеют только четыре толщины.

Шайба Гровера, особенности и преимущества

28 Апреля 2017

Шайба Гровера, особенности и преимущества

Шайба Гровера или просто гровер, какие достоинства позволяют использовать ее в наше время? Ведь ее изобретение пришлось на пик производства машин, промышленного оборудования. При значительных вибрациях, болтовые соединения раскручивались. Вот здесь пригодились ее возможности. Нередко этот вид метизов называют пружиной, но на самом деле, теперешний вариант пружиной не является. Немного отогнутые, с загнутыми концами и зарезанными краями под углом 700. Но на момент своего первого использования — это был самый прогрессивный метиз.

Применение дает следующие преимущества:

• при зажимании, отогнутые края поджимали витки резьбы;
• дополнительно шип разреза не позволял раскручиваться соединению.

Промышленное производство немного упростило форму, но надежность резьбового соединения осталась, как и прежде.

Гровер – материалы и технология производства.

Для каждого материала крепежа изготавливается аналогичный гровер. Это — медные, алюминиевые, бронзовые и другие материалы. Для металлических крепежей применяются метизы из высокоуглеродистой закаленной стали, с нанесением защитной пленки при помощи процесса гальваники. Но при любом выборе материала, он должен быть прочнее, вгрызаться в тело болта при крепеже.

Для лучшей работы на некоторые виды метизов наносится специальная насечка, для невозможности самостоятельного раскручивания. Область применения — на ответственных объектах. Например, для сборки отдельных участков пути на железной дороге. Здесь используют кованные двухвитковые метизы.

В отличие от обычных, они не сводятся при обтяжке в плоскую пластину. В процессе затягивания, концы шайб впиваются в тело шляпок и даже при повышенных вибрациях, полотна рельс не раскручиваются.

Область применения пружинной шайбы Гровер.

Данный вид металлических прокладок используют повсеместно, где есть болтовое соединение. Устанавливают вместе с простой прокладкой под головку болта.

Изготавливают двумя способами. Первый — самый простой. На концах Гровера делается срез края под углом. Когда затягивают гайку, эти края сходятся вместе.

Второй способ производства более сложный, но надежный. Он выдерживает разнонаправленные сильные нагрузки. При нем, на краях делается еще больший загиб.

Для основной правой резьбы, делают накатку, для закручивания по часовой стрелке. На левой, применяют накатку против часовой стрелки. Метиз для этой резьбы должен соответствовать данному виду. В основном, левую резьбу устанавливают на вращающиеся детали механизмов. Это делается для предотвращения раскручивания резьбового соединения.

Это важно. При сборке деталей, установке Гровера следует использовать только предназначенные для этой резьбы метизы. Самым главным достоинством пружинных шайб является дешевизна при производстве

Но есть недостатки

Самым главным достоинством пружинных шайб является дешевизна при производстве. Но есть недостатки.

Некоторые минусы применения.

При проведении испытаний были выявлены следующие недостатки:

1. После окончательной обтяжки, гровер становится обычной металлической прокладкой, с приданием поверхности шляпки болта небольшого дополнительного трения.
2. Разведенные края не дают 100% гарантии от раскручивания соединения.
3. Это одноразовый метиз.

Поэтому, в современном производстве, все чаще применяют новые, более надежные средства крепления.

Способы замены Гровера.

Вариантов замены этого метиза очень много:

• самоконтрящаяся гайка с пластиковой или резиновой прокладкой. На одном конце этой, на сегодняшний день самой дорогой, но и самой лучшей гайки, запрессовано пластиковое кольцо, которое не дает ей раскручиваться даже при значительном уровне вибрации;
• тарельчатая пружинящая шайба. Одна из разновидностей Гровера, но она более простая, недорогая при производстве;
• гайка с короной — отличный вид крепления, но требует использования просверленного болта и штифта;
• фланец с зубцами. Это гайка — по одной, большей по диаметру стороне, с нанесенными зубцами;
• контрящиеся шайбы;
• шайбы с усами. Один из усов загибаясь, препятствует раскручиванию гайки;
• всевозможные химические средства закрепления;
• болты с отверстиями в шляпках, для проволочного крепления узла.

Заканчивая, хочется напомнить, что одними из лучших средств закрепления резьбы, является сварка, кернение болта, краска. Но при разборе таких соединений следует применять болгарку, а не гаечный ключ.