зачем нужна гроверная шайба
Зачем нужна шайба-гровер?
Виды гроверов, варианты и особенности применения.
Шайба гровер или пружинная шайба является крепежным изделием. Ее устанавливают под другим крепежным изделием (болт, шуруп, саморез, винт) для обеспечения надежности резьбовых соединений от откручивания.
Шайба-гровер появилась в конце 19 века, в расцвет многих областей промышленности, особенно приборостроения и машиностроения. Рост промышленности создал потребность в более качественных резьбовых соединениях.
Обычный крепеж, такой как гайки и болты, уже не справлялся, из-за этого прочность соединения крепежных деталей значительно снижалась и приводила к неожиданным последствиям.
Клепаные соединения не улучшили ситуацию, они далеко не всегда были удобны в использовании, а если и применялись, то их обслуживание становилось трудным процессом. Был необходим крепеж, который бы сдерживал нагрузки
и выполнял роль стопора.
Тогда изобретатель Д. Гровер создал шайбу-гровер.
Соответствие шайбы ГОСТ 6402.
Гровер изготавливается по ГОСТу (пружинная сталь 65г) с последующей термообработкой. Это снижает внутреннее напряжение металла, увеличивает его прочность и устойчивость к внешним воздействиям и снижает хрупкость изделия.
Шайбы гровера могут быть как с покрытием, так и без него. Покрытие улучшает антикоррозийные свойства, а хромовое покрытие придает большей твердости шайбе и увеличивает срок службы.
Шайбы-гроверы бывают 4-х видов: легкие, нормальные, тяжелые и особо тяжелые. Каждый вид соответствует ГОСТу, на вид диска влияет профиль катанки.
Обычно на гайке остаются механические повреждения в виде царапин, это обусловлено тем, что острая кромка диска останавливает самопроизвольное отвинчивание за счет упора в металл.
Использовать гровер повторно не рекомендуется, если игнорировать рекомендацию, то крепеж откручивается в самый неподходящий момент.
Несмотря на важность в обеспечении безопасности в собранном крепеже, пружинные диски имеют ряд недостатков. Диск имеет эффект стопора только в момент затягивания.
Этот момент заставляет задуматься, нужна ли такая деталь в крепеже?
По результатам анализов мы можем сделать следующий вывод, пружинная шайба выполняет свои стопорные функции и выигрывает у других шайб за счет своей дешевизны.
Гравёрная шайба
Что такое граверная шайба, для чего нужна? Это пружинная неплоская шайба, которая предотвращает раскручивание резьбовых соединений. В конце 19-го века с развитием промышленности стало появляться много механизмов различного назначения с подвижными частями. Как следствие, возникала вибрация, и резьбовые соединения постепенно раскручивались, это было серьёзной проблемой. Тогда и появилось крепёжное изделие, названное граверной или гроверной шайбой по фамилии её изобретателя — Джона Гровера. Граверная шайба (ГОСТ 6402), как правило, изготавливается из пружинной стали, алюминия, реже — бронзы, иногда производится жёлтое хромирование, которое повышает твёрдость и износостойкость изделия.
Шайба имеет вид кольца с небольшим поперечным разрезом, выполненным под углом в 70 градусов.
Принцип действия граверной шайбы
Когда производится затягивание резьбового соединения, края граверной шайбы, расположенной между гайкой и подсоединяемой деталью, плотно прижимаются к месту соединения и при вибрациях не дают ему развинтиться. Это обеспечивается за счёт того, что торцы изделия расположены в разных плоскостях, шайба как бы «впивается» в металл с резьбой. Для увеличения прижимного эффекта в ряде случаев используют две шайбы, прижатые друг к другу.
Имеется ограничение применения этого изделия. Его можно использовать только в механизмах с правосторонней резьбой. По размеру граверная шайба должна точно подходить к соединяемым гайке и деталью с наружной резьбой.
Разновидности гроверных шайб
Описав, что такое граверная шайба, необходимо перечислить варианты её исполнения. Поперечное сечение может быть квадратным или прямоугольным. Существуют шайбы с загнутыми наружу краями. Их изготавливать труднее, но такая конструкция может выдерживать более высокие нагрузки, применяться в тяжёлой промышленности.
Гравёрная шайба по ГОСТ 6402 может быть одним из четырёх видов — лёгкой, нормальной, тяжёлой или особо тяжёлой. Основные их отличия связаны с разными размерами поперечного сечения изделия. Чем этот размер больше, тем выше значение силы, которая требуется для упругой деформации гроверной шайбы. Согласно этому же ГОСТ, твёрдость шайб из стали должна находиться в диапазоне от 40 до 48 HRC, а изделий из бронзы — 90 HRB или выше.
Выбирая гроверные шайбы, необходимо учитывать следующие параметры:
2. Размер зазора между между торцевыми поверхностями. Он должен быть не больше толщины шайбы, умноженной на 0,7;
3. Диаметр болта, винта, шпильки или другой детали с наружной резьбой, на которую будет крепиться шайба.
Преимущества и недостатки
1. Возможность получения крепкого резьбового соединения, устойчивого к вибрациям;
2. Высокая прочность и износоустойчивость шайб;
3. Небольшие масса и размер;
4. Очень низкая цена даже по сравнению с другими крепёжными элементами;
5. Простота использования;
6. Устойчивость к воздействию влаги благодаря наличию антикоррозионного (как правило, оцинкованного) покрытия;
7. Универсальность применения.
Недостатков у этого изделия немного. Основные из них следующие:
1. Если на граверную шайбу имеются очень высокие нагрузки, со временем она становится плоской и натяжная сила существенно уменьшается;
2. Вторичное применение практически невозможно из-за наличия остаточной деформации;
3. Если применять болты или винты из мягких металлов, края шайбы могут повредить резьбу.
Применение граверной шайбы
Пружинные граверные шайбы широко применяются в автомобильной отрасли, машино — и приборостроении, в различных производственных сферах, во время проведения строительных работ. Они практически незаменимы в ситуациях, когда узлы, детали и механизмы испытывают постоянную и сильную вибрацию, ударное воздействие. Амортизирую это воздействие, шайба значительно повышает срок службы оборудования, предотвращает поломку важных его узлов из-за раскручивания резьбовых соединений. Так как именно эти зоны испытывают наибольшие нагрузки и являются одними из самых важных при работе агрегатов, применение пружинных шайб позволяет предотвратить дорогостоящий ремонт и сэкономить денежные средства, вложенные в дорогостоящее оборудование.
Шайба Гровера: для чего создавалась и в чем эффект применения
Ко времени изобретения шайбы Гровера в мире начался стремительный рост числа механизмов с движущимися частями. В результате этого движения возникали вибрации, приводящие к раскрутке резьбовых соединений, влекущие за собой не только выход из строя узлов механизма, но и неисправимые поломки дорогостоящих конструкций. Изобретенная Гровером шайба, стала революционной в технике.
Ее часто называют пружинной, хотя это же определение можно присвоить и другим метизам. Но в те времена, имея двойную изогнутость и острый угол поднимающегося витка усеченной пружины, она:
Со временем конструктив пружинной шайбы гровера в угоду простоте массового производства значительно упростился, но определенные требования обрели признаки классичности.
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.
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.
Применение и варианты исполнения шайбы гровера
Вообще, чаще всего гровер присутствует в болтовых соединениях. Но еще чаще вместе с обычной цилиндрической шайбой, которая за счет увеличенной площади контакта дополнительно препятствует рассоединению винтовой пары.
Сегодня существуют 2 варианта исполнения гровера.
Второй — более сложный в производстве, но является все же более надежным, выдерживающим большие динамические и разнонаправленные нагрузки.
Большинство винтовых соединений имеют правую навивку, т.е. вкручиваются или накручиваются по часовой стрелке, а при визуальном осмотре их витки поднимаются вправо. Гроверы для таких метизов имеют подъем витка также по часовой стрелке. Но некоторая часть крепежа изготавливается с левой резьбой. Она применяется для крепления вращающихся частей механизма, которые во время этого вращения могут спровоцировать одновременное выкручивание крепежа.
При использовании обратной резьбы она будет стремиться к затяжке при вращении. Так, например, разные направления резьбы на гайках ступиц колес автомобилей с разных его сторон. Можете себе представить последствия самопроизвольной разборки такого соединения? Вот и гроверы для левой резьбы имеют при визуальном осмотре подъем витка против часовой стрелки.
Будьте внимательны при установке пружинной шайбы гровера и применяйте ее в соответствии с направлением резьбы.
Недостатки шайбы гровера
Но, прежде чем говорить о недостатках гровера, назовем его главное достоинство: дешевизна и технологичность производства.
А теперь – о главных претензиях к этой пружинной шайбе.
Все более динамичные машины требуют значительно более радикальных решений по сопротивлению самоотвинчиванию резьбовых соединений. Силы гровера становится уже недостаточно. А ряд экспериментов (с конца 80-х годов 20-го столетия) немецких, а вслед за ними американских и британских исследователей, указывают, что не все так хорошо у знаменитой шайбы. А именно:
В связи с чем, на многих современных образцах зарубежной техники можно часто увидеть замену шайбы на другие элементы.
Чем можно заменить пружинную шайбу гровера
А вариантов замены – множество. Мы перечислим самые распространенные:
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. Мы будем рады общению с вами 😉
Рекомендуем другие статьи по теме
Крейцмейсель, инструмент для рубки металла
Что такое кернер, его типы, приемы работы, фото
Кельма или мастерок: обзор инструмента профессионалов
Фрезы по дереву для ручного фрезера
Комментарии8 комментариев
Реализуем проволоку квадратную 4,5х4,5 ГОСТ 11850-72(ст.65г),а также круг пустотелый 26х10 высокопрочный (ст.28хгн3фт),проволоку нагартованную 12х18н10т (ТУ 3-1002-77 ВО.) Недорого тел.89049942500.Евгений
Очень хорошая и обширная статья, как и очень хороший сайт!
Спасибо админу за работу и создание своего детища + вкладывание в него своей души!
Коммент не заказной, просто показал жене, что такое гровер (в передаче его назвали неправильно) + принцип его действия!
Удачи админу и процветания его сайту!
подскажите есть ли нормативный документ в котором указано,что гровер нельзя использовать дважды?если можно название и ссылку на документ.
У ВАС МАТЕРИАЛ А НАСТРОЙКЕ ГРОВЕРНОЙ ШАЙБЫ НА АВТОМАТЕ
В статье про шайбы Гровера нет разбора их поведения при разных температурах.
Ясно, что при очень низких или высоких температурах поведение, а значит и применение, будет различаться. Меня интересует вопрос — до каких температур при нагревании сохраняются упругие свойства?
Т.е. существуют ли высокотемпературные шайбы гровера (порядка 500-600 оС)?
Я их пытаюсь использовать в качестве пружины для сохранения контакта между деталями при их нагреве. Детали по разному переносят нагрев и одна из них пластически деформируется (утоньшается, выдавливается)из за приложенной силы крепежной гайки. Т.е. появляется зазор, который и должна компенсировать шайба Гровера. Но то, что можно найти в метизах, не выдерживает и 200 оС.
Может есть другие способы решить проблему? Масштаб событий — миллиметры (захваты для мех. испытаний образцов на растяжение).
Добрый день. Подскажите, пожалуйста, самоконтрящаяся гайка — для одноразового использования ил возможно ее многократно откручивать и закручивать?
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.