Шайба: описание, виды и применение.

Введение

Тонкая пластина с отверстием, обычно используемая для распределения нагрузки резьбового крепежа.

Шайба – это тонкая пластина (обычно дискообразной, но иногда квадратной формы) с отверстием (обычно в центре), которая обычно используется для распределения нагрузки резьбового крепежа, такого как болт или гайка. Другие области применения – в качестве прокладки, пружины (шайба Belleville, волновая шайба), износостойкой накладки, устройства индикации предварительной нагрузки, фиксирующего устройства и для снижения вибрации (резиновая шайба). Шайбы обычно изготавливаются из металла или пластика. Для высококачественных болтовых соединений требуются закаленные стальные шайбы для предотвращения потери предварительной нагрузки из-за продавливания после приложения крутящего момента. Шайбы также важны для предотвращения гальванической коррозии, особенно путем изоляции стальных винтов от алюминиевых поверхностей. Они также могут использоваться во вращающихся механизмах в качестве подшипника. Упорная шайба используется, когда нет необходимости в подшипнике качения либо из соображений экономической эффективности, либо из-за ограничений по пространству. Покрытия могут использоваться для уменьшения износа и трения, либо путем упрочнения поверхности, либо путем обеспечения твердой смазки (т.е. самосмазывающейся поверхности). Происхождение слова неизвестно. Первое зафиксированное употребление слова датируется 1346 годом, однако первое зафиксированное определение – 1611 годом. Резиновые или волокнистые прокладки, используемые в кранах (или смесителях, клапанах и других соединениях трубопроводов) в качестве уплотнителей для предотвращения утечек воды, иногда в разговорной речи называют шайбами; однако, хотя они могут выглядеть похоже, шайбы и прокладки обычно предназначены для разных функций и изготавливаются по-разному.

Простые моющие машины

Название(ы) Описание изображения
Плоская шайба (или "плоская подмывка") Плоское кольцо или шайба, часто металлическая, используемая для распределения нагрузки винтового соединения. Также плоская шайба может использоваться, когда отверстие имеет больший диаметр, чем крепежная гайка.
Шайба для обшивки (США), шайба-грош, шайба для крыльев, или "ремонтная шайба" (Великобритания) Плоская шайба с особенно большим наружным диаметром по отношению к ее центральному отверстию. Обычно используется для распределения нагрузки на тонкий листовой металл и названа в честь применения на автомобильных крыльях. Также может использоваться для соединения с отверстием, которое увеличилось из-за ржавчины или износа. В Великобритании название первоначально происходило от размера старой британской монеты – пенни. В Великобритании большинство отраслей называют все шайбы с большим наружным диаметром шайбами-грошами, даже если наружный диаметр в два раза больше старой монеты. Архаичная форма этой шайбы продавалась как "заглушка для горшка", обычно в небольших количествах через розничные магазины хозяйственных товаров. В комплект входили две шайбы, гайка и болт, а также уплотнительная шайба из резины, пробки или волокнистого листа. Их можно было использовать для герметизации небольших отверстий, очагов ржавчины или отсоединенных соединений труб в водяных баках или больших кухонных емкостях.
Сферическая шайба для гайки и винта Часть самовыравнивающейся гайки; это шайба с одной сферической поверхностью, предназначенная для использования в сочетании с соответствующей гайкой, чтобы допускать небольшое смещение между деталями.
Анкерная пластина или шайба для стены Большая пластина или шайба, соединенная с анкерным стержнем или болтом. Анкерные пластины используются на наружных стенах каменных зданий для структурного усиления. Поскольку они видны, многие анкерные пластины изготавливаются в декоративном стиле.
Шайба для контроля момента Используется в деревообработке в сочетании с болтом в головкой; имеет квадратное отверстие в центре, в которое входит квадратный хвостовик болта. Зубья или выступы на шайбе врезаются в дерево, предотвращая свободное вращение болта при затягивании гайки.

Пролетные и блокирующие подмышки

Название(и) Описание изображения Бельвильская шайба, также называемая шайбой с конической пружиной или конической шайбой. Шайба с небольшим коническим профилем, создающая осевое усилие при деформации. Поверхность может быть зубчатой, что повысит фиксационные возможности. Дисковая вогнутая пружина Похожа на Бельвильскую, за исключением того, что шайба изогнута только в одном направлении, поэтому имеет только четыре точки контакта. В отличие от Бельвильских шайб, они создают лишь небольшое давление. Волновые шайбы Шайба с "волной" в осевом направлении, обеспечивающая пружинное усилие при сжатии. Волновые шайбы сопоставимого размера создают меньше усилия, чем Бельвильские шайбы. В Германии их иногда используют как стопорные шайбы, но они менее эффективны, чем другие варианты. Разрезная шайба или пружинная стопорная шайба Кольцо, разрезанное в одной точке и согнутое по спирали. Это заставляет шайбу создавать пружинное усилие между головкой крепежа и основанием, удерживая шайбу плотно прижатой к основанию, а резьбу болта – к гайке или резьбе основания, создавая большее трение и сопротивление вращению. Применимые стандарты: ASME B18.21.1, DIN 127 B и Военный стандарт США NASM 35338 (ранее MS 35338 и AN 935). Пружинные шайбы имеют левую спираль и позволяют затягивать резьбу только вправо, то есть по часовой стрелке. При приложении вращательного усилия влево, поднятый край врезается в нижнюю сторону болта или гайки и в деталь, к которой они прикреплены, тем самым сопротивляясь вращению. Поэтому пружинные шайбы неэффективны на левой резьбе и закаленных поверхностях. Кроме того, их нельзя использовать вместе с плоской шайбой под пружинной шайбой, так как это изолирует пружинную шайбу от врезания в компонент, который будет сопротивляться вращению. Эффективность и применение пружинных стопорных шайб является предметом споров, некоторые публикации не рекомендуют их использовать, поскольку при затяжке шайба плотно прилегает к основанию и не оказывает большего сопротивления вращению, чем обычная шайба при том же крутящем моменте. В руководстве NASA 1990 года говорится: "В итоге, стопорная шайба этого типа бесполезна для фиксации". Однако пружинная шайба продолжит прижимать болт к основанию и поддерживать трение при небольшом ослаблении, в то время как обычная шайба этого не сделает. Преимущество пружинных стопорных шайб заключается в трапециевидной форме шайбы. При сжатии до нагрузок, близких к пределу текучести болта, она будет скручиваться и сплющиваться. Это снижает жесткость болтового соединения, что позволяет ему поддерживать большее усилие при тех же уровнях вибрации. Это предотвращает ослабление. Зубчатая стопорная шайба, шайба с насечкой или звездообразная шайба Внешний вид имеет зубцы по внешнему краю, что обеспечивает лучшую удерживающую способность из-за большей окружности. Комбинированный тип имеет зубцы по обоим краям для максимальной удерживающей силы. Шайба со скошенной кромкой предназначена для использования с винтами со скошенной головкой. Зубчатые стопорные шайбы также используются для заземления, когда металлический выступ или объект должен быть электрически соединен с поверхностью. Зубья шайбы прорезают поверхностные оксиды, краски или другие покрытия и обеспечивают газонепроницаемый проводящий путь. В этих случаях шайба не помещается под головку винта (или под гайку), а помещается между поверхностями, которые необходимо соединить. Шайба с выступом Стопорная шайба, работающая за счет бокового выступа, который можно согнуть в положение, прижав его к гайке. Металлическая или неметаллическая, выемка шайбы с выступом предотвращает вращение относительно вала или крепежного элемента. Варианты включают одинарные, множественные, формованные и плоские. Клиновая стопорная шайба Закаленная двухкомпонентная шайба с радиальными зубьями снаружи для захвата как крепежа, так и монтажной поверхности. Две половины этой шайбы образуют клиновидный шов, который требует дополнительного усилия для разъединения после затягивания. Хотя обычно они дороже за штуку, эти шайбы обеспечивают наивысшую степень защиты от ослабления из-за вибрации. Стопорные шайбы, стопорные гайки, контргайки и жидкость для фиксации резьбы – это способы предотвратить ослабление болтового соединения из-за вибрации.

Name(s) Image Description Belleville washer, also called cupped spring washer or conical washer A washer with a slight conical shape, which provides an axial force when deformed. The surface may be serrated, which will have improved locking capabilities. Curved disc spring Similar to a Belleville, except the washer is curved in only one direction, therefore there are only four points of contact. Unlike Belleville washers, they exert only light pressures. Wave washers A washer with a "wave" in the axial direction, which provides spring pressure when compressed. Wave washers, of comparable size, do not produce as much force as Belleville washers. In Germany, they are sometimes used as lock washers but they are less effective than other choices. Split washer or spring lock washer A ring split at one point and bent into a helical shape. This causes the washer to exert a spring force between the fastener's head and the substrate, which maintains the washer hard against the substrate and the bolt thread hard against the nut or substrate thread, creating more friction and resistance to rotation. Applicable standards are ASME B18.21.1, DIN 127 B, and United States Military Standard NASM 35338 (formerly MS 35338 and AN 935). Spring washers are a left hand helix and allow the thread to be tightened in a right hand direction only, i. e. a clockwise direction. When a left hand turning motion is applied, the raised edge bites into the underside of the bolt or nut and the part that it is bolted to, thus resisting turning. Therefore, spring washers are ineffective on left hand threads and hardened surfaces Also, they are not to be used in conjunction with a flat washer under the spring washer, as this isolates the spring washer from biting into the component that will resist turning. The use and effectiveness of spring lock washers has been debated, with some publications advising against their use on the grounds that, when tight, the washer is flat against the substrate and gives no more resistance to rotation than a normal washer at the same torque. A 1990 NASA manual states "In summary, a lockwasher of this type is useless for locking." However, a spring washer will continue to hold the bolt against the substrate and maintain friction when loosened slightly, whereas a plain washer will not. The benefit of spring lock washers lies in the trapezoidal shape of the washer. When compressed to loads near the proof strength of the bolt, it will twist and flatten. This reduces the spring rate of the bolted joint which allows it to maintain more force under the same vibration levels. This prevents loosening. Toothed lock washer, serrated washer or star washer The external style has the serrations around the outer edge, which provides better holding power, because of the greater circumference. The combination style has serrations about both edges, for maximum holding power. The countersunk style is designed to be used with countersunk screws. Tooth lockwashers are also used for ground bonding where a metal lug or object must be electrically bonded to a surface. The teeth of the washer cut through surface oxides, paints or other finishes and provide a gas tight conductive path. In these applications, the washer is not placed under the head of the screw (or under the nut), it is placed between the surfaces to be bonded. Tab washerA locking washer that works by having a side tab that can be bent into place against a nut. Metallic or non metallic, the tab washer notch prevents rotation relative to the shaft or fastener. Variations include single, multiple, formed and flat. Wedge lock washerA hardened two piece washer with radial teeth on the outside to grip both the fastener and mounting surface. The two halves of this washer form a wedge seam, which requires additional tension to be placed on the fastener in order for them to separate after tightening. While generally more expensive per piece, these washers provide the highest amount of vibrational loosening prevention. Lock washers, locknuts, jam nuts, and thread locking fluid are ways to prevent vibration from loosening a bolted joint.

Прокладки

Термин "шайба" часто применяется к различным типам прокладок, например, к тем, которые используются для герметизации запорного клапана в смесителях. Название Изображение Описание Шайба плечевая Простая шайба с интегрированной цилиндрической втулкой. Используется в качестве барьера между различными металлами и для уплотнения. Этот термин также используется для электрических изолирующих втулок. Шайба деформируемая Шайба, изготовленная из мягкого металла, такого как алюминий или медь. Используется для герметизации соединений для жидкостей или газов, например, в гидравлических системах и двигателях внутреннего сгорания.

Специализированные типы

Название(ы) Описание изображения Контргайка или гайка с нейлоновой вставкой Гайка с интегрированной свободно вращающейся шайбой; сборка упрощена, так как шайба зафиксирована. Самонастраивающаяся шайба Двухкомпонентная шайба: одна часть имеет выпуклую сферическую поверхность, которая сопрягается с вогнутой поверхностью другой части, что позволяет затягивать к поверхности, не перпендикулярной оси винта или гаечного соединения, аналогично сферической шайбе и самонастраивающейся гайке. Шайба-кольцо для изоляции Используется для электрической изоляции крепежного винта от поверхности, к которой он крепится. Часто изготавливается из нейлона, но также из тефлона, ПЭЭК или других пластиков для выдерживания более высоких температур. Шайба с ключом Шайба с ключом для предотвращения вращения, используется для фиксации двух гаек, не позволяя крутящему моменту, приложенному к верхней гайке, вызывать вращение нижней гайки (например, в резьбовой рулевой колонке велосипеда). Шайба, ограничивающая крутящий момент Тип шайбы, используемый в различных приложениях, чувствительных к крутящему моменту, предназначенный для ограничения крутящего момента до заданного уровня и не более. Шайба Dowty Имеет центральное резиновое кольцо для обеспечения надежной герметизации от жидкости или газа под высоким давлением. Стандарт DIN 125 относится к подтипам A и B. ISO 7089 называет их формой A, а ISO 7090 – формой B. Все они имеют одинаковый общий размер, но форма B имеет фаску с одной стороны.

Стандартные метрические размеры плоских стиральных машин

Шайбы стандартных метрических размеров, эквивалентные BS4320 Форма А, перечислены в таблице ниже. Измерения в таблице соответствуют размерам шайб, указанным на чертеже. Спецификации для стандартных метрических плоских шайб ранее обозначались как DIN 125 (снят с производства) и были заменены на ISO 7089. Стандарты DIN (Deutsches Institut für Normung – Немецкий институт стандартизации) издаются для различных компонентов, включая промышленные крепежные изделия, такие как плоские шайбы DIN 125. Стандарты DIN остаются широко распространенными в Германии, Европе и во всем мире, несмотря на переход к стандартам ISO. Стандарты DIN продолжают использоваться для деталей, не имеющих аналогов ISO или для которых не требуется стандартизация. Номинальные размеры резьбы, M (мм) Шаг резьбы, P (мм) Диаметр (мм) Толщина, H (мм) 1-й выбор 2-й выбор Грубая Мелкая Внутреннее отверстие, d1 Внешний, d2 1 0.25 1.1 3 0.3 1.2 0.25 1.3 3.5 0.3 1.4 0.3 1.5 4 0.3 1.6 0.35 1.7 4 0.3 1.7 1.8 4.5 0.3 1.8 0.35 2 0.4 2.2 5 0.3 2.5 0.45 2.7 6 0.5 2.6 2.8 7 0.53 0.5 3.2 7 0.5 3.5 0.6 3.7 8 0.54 0.7 4.3 9 0.85 0.8 5.3 10 16 1 0.75 6.4 12 1.6 7 1 7.4 14 1.68 1.25 8.4 16 1.6 10 1.5 1.25 или 1 10.5 20 2 1.75 1.5 или 1.25 13 24 2.5 14 2 1.5 15 28 2.5 16 2 1.5 17 30 3 18 2.5 2 или 1.5 19 34 3 20 2.5 2 или 1.5 21 37 3 22 2.5 2 или 1.5 23 39 3 24 3 2 25 44 4 27 3 2 28 50 4 30 3.5 2 31 56 4 33 3.5 2 34 60 5 36 4 3 37 66 5 39 4 3 40 72 6 42 4.5 3 43 78 7 45 4.5 3 46 85 7 48 5 3 50 92 8 52 5 4 54 98 8 56 5.5 4 58 105 9 60 5.5 4 62 110 9 64 6 4 66 115 9 68 70 120 10 72 74 125 10 76 78 135 10 80 82 140 12 85 87 145 12 90 93 160 12 100 104 175 14

Washers of standard metric sizes equivalent to BS4320 Form A are listed in the table below. Measurements in the table refer to the dimensions of the washers as described by the drawing. Specifications for standard metric flat washers were known as DIN 125 (withdrawn) and replaced with ISO 7089. DIN (Deutsches Institut für Normung German Institute for Standardization) standards are issued for a variety of components including industrial fasteners as Metric DIN 125 Flat Washers. The DIN standards remain common in Germany, Europe and globally even though the transition to ISO standards is taking place. DIN standards continue to be used for parts which do not have ISO equivalents or for which there is no need for standardization. Nominal screwsizes, M (mm) Screw pitchthread, P (mm) Diameter (mm) Thickness,H (mm) 1stchoice 2ndchoice Coarse Fine Internalhole, d1 External,d21 0.25 1.1 3 0.31.2 0.25 1.3 3.50.3 1.40.3 1.5 4 0.31.6 0.35 1.7 4 0.3 1.7 1.8 4.50.3 1.80.35 2 0.4 2.2 5 0.32.5 0.45 2.7 6 0.5 2.6 2.8 7 0.53 0.5 3.2 7 0.5 3.50.6 3.7 8 0.54 0.7 4.3 9 0.85 0.8 5.3 10 16 1 0.75 6.4 12 1.6 7 1 7.4 14 1.68 1.251 8.4 16 1.610 1.5 1.25 or 1 10.520 212 1.751.5 or 1.2513 24 2.5 14 2 1.5 15 28 2.516 2 1.5 17 30 3 18 2.5 2 or 1.5 19 34 320 2.5 2 or 1.5 21 37 3 22 2.5 2 or 1.5 23 39 324 3 2 25 44 4 27 3 2 28 50 430 3.5 2 31 56 4 33 3.5 2 34 60 536 4 3 37 66 5 39 4 3 40 72 642 4.5 3 43 78 7 45 4.5 3 46 85 748 5 3 50 92 8 52 5 4 54 98 856 5.5 4 58 1059 60 5.5 4 62 110964 6 4 66 1159 68 70 12010 72 74 12510 76 78 13510 80 82 14012 85 87 14512 90 93 16012 100 104 17514