Из какого металла сделана шайба

Обновлено: 17.06.2024

Шайбы упрочняют и помогают контролировать резьбовые соединения — поэтому стали неотъемлемым элементом металлического крепежа. С их помощью увеличивают площадь опорной поверхности, защищают материал деталей от повреждения, удерживают сборный узел от раскручивания под вибрацией, уплотняют соединения, обеспечивают электрохимическую изоляцию или электрический контакт… В некоторых узлах их доля в используемом крепеже превышает 30 процентов.

Широта сферы использования шайб определила их многообразие. Многие типы шайб давно «числятся» в актуальных отечественных ГОСТах, но также востребовано изготовление шайб на заказ нестандартных форм и размеров — по чертежам потребителя.

Существуют десятки видов шайб по конструкции, а от того, в каких условиях будет эксплуатироваться соединение, и из чего изготовлены болты, гайки, винты, шпильки — зависит класс прочности и материал изготовления шайб (использоваться может: конструкционная углеродистая сталь, нержавейка, жаропрочная сталь, цветные сплавы…).

Современное производство шайб из металлов не менее разнообразно. И хотя все используемые на данный момент технологии базируются на традиционных принципах металлообработки, создатели оборудования находят возможность применить инновационные подходы, чтобы увеличить качество продукции, уменьшить количество отходов и ускорить/удешевить производственные процессы.

Метод холодной штамповки из полосы или листа

Резание металла для изготовления шайб используется только в исключительных случаях, когда необходимо сделать крепёж настолько большой толщины, при котором технология формования оказывается бессильной. В остальных случаях именно вырубка (штамповка) плоских шайб из металла показала себя как наиболее практичный метод массового производства.

Для этих целей используют механические прессы, которые работают по принципу холодной штамповки. То есть рабочей частью такого оборудования является штамп, состоящий их двух взаимно дополняющих частей: матрицы и пуансона.

Как правило, эти станки являются последовательными пресс-автоматами, которые выполняют шаговую работу по мере продвижения заготовки под оснастку пресса. То есть сначала пробивается внутреннее отверстие шайбы, а затем (после перемещения заготовки на величину шага штамповки) вторым ударом выполняется высаживание наружного диаметра шайбы, и готовое изделие падает сквозь матрицу.

Иногда механические прессы для холодной вырубки шайб оснащены системой позиционирования ЧПУ и возможностью передвижения полосы не только поступательно, но также вправо и влево. Это позволяет делать по несколько проходов по ширине полосы, тем самым максимально эффективно использовать материал заготовки.

Числовое программное управление станками — это возможность производить шайбы с высокой точностью геометрии. Например, это очень важно при изготовлении метизов, применяемых в шарнирных узлах: стальных шайб для пальцев, созданных по ГОСТ 9649-78.

По такой технологии изготавливаются плоские круглые шайбы:

Вырубкой делают метизы квадратной формы, стопорные шайбы с наружными и внутренними зубцами, а также изделия прочих конфигураций.

Аналогичным образом выполняется вырубка шайб стопорных со специальными отгибающимися элементами. Их форма разрабатывается для стабилизации резьбового соединения, работающего в условиях повышенной вибрации и механических нагрузок. На вырубных прессах делают метизы с лапками, а также производят стопорные многолапчатые шайбы — с той лишь разницей, что вместо округлого шайбы, штамп вырубает «на провал» изделие с куда более сложной формой.

Как и метизы с лапками, шайбы стопорные с носком также представляют собой пластину сложной формы, внутри которой имеется отверстие для прохода болта. Лепестки такой шайбы в момент монтажа подгибаются к шестигранной головке болта, входят в специальный паз и надёжно фиксируют ответственное соединение в затянутом положении.

Стопорные шайбы купить можно из широкой номенклатуры материалов — но это в любом случае будут изделия с размером внутреннего отверстия от 3 до 48 мм, и с наивысшим классом точности.

Холодное пластичное формование

В целом этот метод можно считать разновидностью штампования, так как он тоже предполагает использование прессов с матрицей и пуансоном, которые вырубают шайбы из металлической полосы. Оборудование пластичного формования применяется для создания:

Сферических шайб, которые используются с винтами со сферической головкой, стержнями и гайками (нормальными и малой высоты), например в станкостроении для сборки станочных приспособлений.
Конических шайб для комплектации станочных приспособлений, которые за счёт сужения рабочей поверхности более равномерно распределяет силы, действующие на головку болта, а также препятствует самопроизвольному отвинчиванию соединения.
Шайб, изготовленных по ГОСТ 13977-74, для соединения трубопроводов (работают вместе с накидными гайками).

Сферические и конические шайбы кроме всего прочего дают возможность компенсировать отсутствие соосности в соединениях.

Особенность изготовления шайб сложной конфигурации заключается в применении пуансонов и матриц такой формы (радиусной, конической), чтобы на первом шаге работы пресса не только получалось отверстие для прохода болта, шпильки или винта, но также сразу задавалась проектная пространственная форма метиза.

Поэтому эти станки нередко функционируют по трёхоперационной схеме, когда на первом этапе пластичным формованием создаётся сложная конусная/сферическая конфигурация шайб, на втором этапе конический пуансон пробивает отверстие, а на третьем — готовое изделие полностью вырубается из заготовки по наружному контуру.

Применяется также немного другая вариация этой технологии для производства тех же видов шайб — когда сначала происходит деформация заготовки для придания сферической или конической формы, а уже потом происходит высадка внутреннего отверстия и окончательная вырубка шайбы по наружному контуру.

Методом холодного пластичного формования при помощи пресса создают насечки и зазубрины на контактных рифлёных шайбах, которые в момент закручивания гаек и болтов «продирают» окисленный слой материалов, обеспечивая хороший электрический контакт и защиту от раскручивания.

Также, используя объёмную штамповку, деформируют плоские круглые метизы, чтобы получать цельные пружинные шайбы, например, в виде волны или выпуклые (тарельчатые).

Изготовление косых шайб

Косые шайбы, созданные по ГОСТ 9649-78, производятся обычно из стали (могут делаться из алюминия, меди, латуни) и имеют класс точности «С». Они предназначены для установки под головки болтов или под гайки, чтобы с их помощью можно было компенсировать и выровнять 10-процентный уклон полки швеллеров и 12 процентов уклона полки двутавра.

Согласно строительным нормам, купить шайбы косые необходимо, чтобы крепёж получил максимально возможную площадь контакта с соединяемым металлопрокатом, и, таким образом, чтобы была обеспечена проектная надёжность резьбового соединения разборных конструкций.

То есть это не обычные плоские изделия с параллельными плоскостями. В основном речь идёт о четырёхугольных шайбах и метизах квадратной формы (существуют также сферические косые метизы, применяемые в тех местах, где квадратные шайбы по каким-то причинам не становятся), у которых на одной стороне имеется плоский скос, тянущийся от кромки до кромки. Внутри шайбы выполнено отверстие для шпильки или болта с резьбой М12–М36.

У этих метизов можно легко обнаружить ещё одну интересную особенность: на скошенной плоскости создана одна или две поперечные канавки. Функция этих незамысловатых элементов заключается в обеспечении дополнительного трения, за счёт которого косая шайба (и, соответственно, головка болта или гайка) не будет прокручиваться после затяжки.

Клиновидные косые шайбы могут производиться методом пластичного формования (иными словами штамповкой). Есть и другая технология, которая заключается в следующем:

В металлической ленте прессом пробиваются отверстия под проход болта.
Ножами станка вырезываются прямоугольные заготовки заданного размера.
Каждая заготовка с одной стороны обрабатывается механическим способом (по факту, снимается лишний материал), чтобы получился скос с определённым градусом и фрикционные канавки.

Высадка шайбы из прутка

Данная технология примечательна очень рациональным использованием материала. Изготовление плоских шайб из прута осуществляется на оборудовании, в состав которого входят приспособления для выполнения нескольких подготовительных операций. То есть, прежде чем пресс вырубит в шайбе отверстие под резьбу конкретного размера — сначала отрезное устройство ножом отделяет от металлического прутка заготовку, а другое устройство эту заготовку сплющивает при помощи пресс-формы.

Изготовление шайбы гровера навивкой

Гровер — это пружинная круглая шайба в виде разорванного кольца, концы которого разведены в разных плоскостях. В основном шайба Гровера представляет собой один виток пружины, но существуют также двухвитковые экземпляры, которые используются, например, на железной дороге. Как мы все знаем, создавались такие метизы с целью устранить самопроизвольное отвинчивание резьбовых соединений из-за вибрации.

Производятся гроверы из высококачественных пружинных сталей и сплавов. Для этого используется проволока прямоугольного, трапециевидного или квадратного поперечного сечения. Некоторые виды станков для изготовления шайбы-гровера могут использовать пружинную проволоку круглого сечения и в процессе работы сплющивать её. В остальном технология достаточно стандартная: выполняется навивка проволоки, затем производится нарезка шайб и их формование. Станки могут быть настроены на опрессовку гровера, также заинтересованные лица могут купить шайбы ГОСТ с отогнутыми концами.

Прочие операции

Наряду со стандартизированными типоразмерами металлических метизов, наша компания может предложить изготовление специальных уникальных шайб под заказ. Для этого нам понадобятся следующие данные:

Чертежи с указанием толщины, диаметра, формы, типа насечки…
Марка металла и тип защитного покрытия.
Необходимое количество изделий.

В процессе производства шайб различного назначения используемые заготовки могут подвергаться закаливанию и ковке для работы с болтами повышенной прочности, шлифоваться для получения параллельных или особо плоских поверхностей, антикоррозионной обработке (цинкование, гальванизация т.п.). Всё это делает шайбу ещё более эффективной и ещё более выносливой.

Все о плоских шайбах

В процессе использования болтов, саморезов и шурупов иногда возникает необходимость в дополнительных элементах, позволяющих крепче закрутить крепеж, приложив нужную силу, и быть уверенным, что головка крепежного изделия не провалится внутрь поверхности. Чтобы обеспечить все эти задачи, была создана очень простая, но эффективная деталь, которая называется шайба. Зная особенности и разновидности данного изделия, можно умело его использовать, добиваясь максимального результата в работе.

Описание и назначение

При работе с крепежными изделиями время от времени возникает ряд сложностей, которые удалось решить только с появлением шайб. Благодаря небольшому металлическому плоскому диску с отверстием по центру мастер может избежать:

самопроизвольного раскручивания деталей;
повреждений в процессе завинчивания крепежа;
недостаточно плотной фиксации болта, шурупа или самореза.

Благодаря созданию шайбы, название которой пошло от немецкого Scheibe, удалось получить более полный контроль в процессе завинчивания крепежных элементов и получения надежной их фиксации.

Несмотря на простоту конструкции, именно шайба дает возможность увеличить прижимную поверхность, а в некоторых случаях сделать соединение деталей более плотным. Благодаря широте применения данного изделия производители побеспокоились о том, чтобы диаметр внутреннего отверстия был разным.

Плоские шайбы могут создаваться из различных материалов, но неизменным остается их качество, которое контролирует ГОСТ 11371-78. В продаже можно встретить данное изделие в двух вариантах:

без фаски – шайба имеет одинаковую ширину всей поверхности;
с фаской – к краю изделия имеется скос в 40°.

В зависимости от использования можно выбирать простые шайбы или усиленные, способные выдерживать большие нагрузки. Данный вариант успешно используется в легкой и тяжелой промышленности. Наиболее популярными отраслями использования шайб являются:

кораблестроение;
машиностроение;
сборка сельхозтехники;
производство станков различного назначения;
строительство маслобойных аппаратов;
работа с холодильной техникой;
мебельная промышленность.

Поскольку вариантов того, где можно использовать шайбы, довольно много, важно уметь правильно подбирать разновидности в конкретной ситуации, иначе соединения будут некачественными, что повлечет за собой массу негативных последствий.

Чтобы разбираться в том, какие шайбы для чего нужны, важно знать технические характеристики каждого варианта изделия.

Крепеж: металлы и сплавы

Крепежные изделия — болты, шпильки, гайки и шайбы производятся из различных сталей и сплавов, которым соответствуют разные классы прочности. Большинство крепежных изделий изготавливаются из углеродистых легированных и нелегированных сталей.

Крепежные изделия — болты, шпильки, гайки и шайбы производятся из различных сталей и сплавов, которым соответствуют разные классы прочности. Большинство крепежных изделий производятся из углеродистых легированных и нелегированных сталей. Высокопрочный крепеж изготавливается специальными методами производства — горячая / холодная прокатка, а затем закалка.

Углерод придает любому сплаву твердость. Сталь подлежит обязательной маркировке. Легированные стали отличаются от нелегированных, наличием элементов, специально вводимых в сплав для создания определенных физических и механических свойств.

Крепеж применяется во многих областях народного хозяйства и промышленности, в качестве деталей для соединения частей конструкций.

Изделия эксплуатируются в различных условиях. Повышенным спросом пользуется нержавеющий крепеж, обладающий следующими характеристиками: гигиеничность, надежность, неограниченный срок эксплуатации и коррозиестойкость.

Металлы и сплавы, из которых изготавливают крепеж:

углеродистая конструкционная сталь;

Большинство марок стали и их основные характеристики указаны в ГОСТ 1759.4-87.

Крепеж из углеродистой стали

Крепеж из углеродистой стали применяется в создании долговечных и прочных соединений, в таких областях как приборостроение, машиностроение и строительство. Высокопрочный крепеж также используется во фланцевых соединениях. В качестве основного сырья выступают низкоуглеродные и легированные стали. При избытке углерода, металл становится хрупким, что недопустимо ни в одной отрасли.

Нержавеющий крепеж из мартенситных, аустенитных, и коррозионно-стойких нержавеющих сталей

Нержавеющий крепеж применяется в агрессивных условиях для создания прочных и сложных конструкций и соединений, устойчивых к вибрациям. Крепеж с высоким содержанием легирующих элементов, таких как хром, никель, титан, кобальт и ниобий, не подвержен коррозии, деформации под влияниям перепадов температур и агрессивных условий эксплуатации. Хром увеличивает твердость и прочность сплава, никель повышает устойчивость к коррозии, кобальт повышает жаропрочность и уровень сопротивления ударам, а ниобий улучшает кислотостойкость и коррозиестойкость.

Для агрессивных сред (химические производства) — 12Х17, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, 10Х17Н13М2Т.

Для высокотемпературных условий — 2Х13, 20Х13, 30Х13, 40Х13, 08Х18Н10, 10Х11Н23Т3МР, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 18Х12ВМБФР.

Для условий с пониженной температурой — 09Г2С, 20ХН3А, 12Х18Н10Т.

Для высоких динамических и статистических нагрузок — 35Х, 40Х, 20ХН3А, 38ХС.

Для фланцевых соединений — 30ХМА, 40Х, 40ХМФА, 25Х1МФ, 20Х1М1Ф1ТР, 20Х1М1Ф1БР, 45Х14Н14В2М.

Для условий с повышенной влажность (антикоррозийные свойства) — 20Х13, 14Х17Н2, 20Х17Н2, 08Х18Н10Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т.

Особые физические и механические свойства крепежа зависят не только от марки стали, из которой изготовлен крепеж, но также и от нанесения на поверхность покрытия из другого металла, защищающего изделие.

Механические характеристики крепежа контролируются для проверки предела прочности на разрыв, условного предела текучести, твердости и разрушающего крутящего момента.

Все об увеличенных шайбах

Для проведения монтажных работ требуется большое количество различных крепежных деталей. При этом наиболее распространенным вариантом являются шайбы, которые обеспечивают надежную фиксацию. Сегодня мы поговорим о специальных увеличенных шайбах, их основных особенностях.

Особенности и назначение

Увеличенные шайбы могут производиться из разных материалов. Наиболее популярным вариантом считаются модели, сделанные из стальной основы. Диаметр таких образцов чаще всего варьируется в пределах от 12 до 48 миллиметров, хотя в настоящее время продаются модели с меньшим показателем. Такие виды крепежей, как правило, принадлежат к классу точности А или С. Первая разновидность относится к группе повышенного уровня точности. Модели, относящиеся к ней, обладают большим значением диаметра по сравнению с группой С.

Усиленные модели станут оптимальным вариантом для болтового соединения, ведь они способствуют максимально равномерному распределению общей нагрузки на большой площади. В итоге уменьшается давление на опорную поверхность, обеспечивается надежность и сохранность готовой конструкции. Иногда данные детали используют вместе со шпильками, пружинными элементами, гайками. Такие шайбы следует приобретать, если вы собираетесь работать с тонколистными, хрупкими или мягкими материалами, так как в данных случаях не всегда можно брать другие крепежи, в том числе и болты.

Все шайбы обладают своими определенными геометрическими значениями. К ним можно отнести показатель внутреннего и внешнего диаметра, а также толщину. Маркировка крепежных элементов производится по метрическому диаметру конструкции. Перед покупкой подходящего набора с усиленными шайбами обратите внимание, чтобы на их поверхности не было царапин, сколов и других повреждений.

В противном случае это может сказаться на качестве будущего соединения. Хотя все стандарты допускают наличие маленьких заусенцев, неровностей и вмятин, которые не будут влиять на качество, эксплуатационные характеристики этих изделий.

Материалы

Для изготовления увеличенных крепежей такого типа могут использоваться различные виды металлов.

Сталь. Для создания шайб подходящим вариантом является углеродистая, легированная и коррозионностойкая стальная основа. Данный материал считается наиболее прочным и надежным, кроме того, он не подвергается образованию коррозии. Как правило, в процессе изготовления крепежи дополнительно покрываются специальным оцинкованным нанесением, которое обеспечивает лучшую защиту шайбы от механических воздействий, позволяет повысить ее надежность и долговечность. Оцинкованная сталь является абсолютно безопасной с экологической точки зрения.

Латунь. Данный металл для производства крепежей обладает сравнительно высокими механическими свойствами, устойчивостью к образованию коррозийного слоя. При этом латунь может быть двух основных типов: двухкомпонентная и многокомпонентная. Первый вариант включает в свой состав только цинк и медь. Он маркируется буквой Л. Вторая разновидность имеет в своем составе, помимо цинка и меди, свинец, железо, алюминий.

Бронза. Данный материал обладает особой устойчивостью к коррозии. Он отличается высоким уровнем прочности. Нередко в сплав вместе с бронзой добавляют олово, никель, алюминий, что делает основу еще более стойкой и надежной.

Алюминий. Такой легкий металл обладает высоким уровнем пластичности. Он имеет специальную тонкую оксидную пленку. Данное покрытие позволяет делать материал максимально устойчивым к появлению коррозийного налета. Кроме этого, алюминий отличается наиболее долгим сроком службы.

Пластмасса. Шайбы, сделанные из этого материала, используются в строительстве нечасто, ведь пластик не обладает такой прочностью и надежностью, как металл. Но при этом такие детали иногда могут применяться для увеличения площади опоры головки гаек или болтов, что предотвращает рассоединение.

Размеры и вес

Металлические шайбы с увеличенным полем могут обладать разным диаметром и массой, поэтому перед приобретением таких крепежей следует обращать на это внимание. Чаще всего для проведения монтажных работ применяют образцы со значениями М4, М5, М6, М8, М10, М12, М14, М16, М20, М24, М27. Чем меньше будет показатель, тем меньшим весом обладает изделие. Так, масса 1 шт. М12 составляет 0,0208 кг, М20 обладает весом в 0,0974 кг.

Перед покупкой увеличенных шайб определенного размера учитывайте тип соединения, для которого они будут использоваться. Если вы будете применять их вместе с гайками или болтами, обращайте внимание на значение диаметра последних.

Правила монтажа

Чтобы шайба смогла обеспечить максимально надежную и крепкую фиксацию, необходимо правильно ее установить. Для начала нужно рассчитать, чтобы диаметр наружной части был равен диаметру внутренней части, который был умножен на три. В процессе монтажа шайба с увеличенным полем плотно фиксируется в месте между креплением и деталью, которая будет присоединяться. После этого надо с усилием затянуть всю крепежную конструкцию.

При установке стоит помнить следующие важные нюансы:

не забывайте, когда есть возможность создания болтового соединения на мягкой поверхности, лучше все же воспользоваться усиленной шайбой, так как именно такой крепеж позволит сформировать большую опорную площадь;
увеличенная опорная площадь дает возможность равномерно распределять все возникшее давление на поверхность, это делает соединительную конструкцию более прочной и стойкой;
если в процессе монтажа вы будете ввинчивать гайку, то тогда лучше использовать такую шайбу в качестве дополнительного защитного элемента, ведь при установке гаек происходит сильно трение, что может привести к повреждению поверхности; увеличенная шайба в данном случае поможет предотвратить появление царапин и других повреждений на конструкции.

В следующем видео рассказывается о монтаже увеличенных шайб.

Шайба это.

Шайба – элемент крепежного соединения, используемый совместно с болтом, винтом, гайкой, шпилькой. Шайба увеличивает опорную площадь, предупреждая повреждение и деформацию поверхностей и исключая продавливание внутрь материала основания.

Разновидности шайб

Плоская

Обеспечивает равномерность распределения нагрузки на крепеж, снижает трение в процессе затягивания. Применяются плоские шайбы в любых отраслях производства, при проведении ремонтных и монтажных работ.

Стопорная

Используется в крепежных соединениях деталей конструкций, которые в процессе эксплуатации подвергаются динамической или вибрационной нагрузке. Стопорные гайки снижают риск самопроизвольного раскручивания. Сфера применения – автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, производство бытовой техники.

Плечевая

Служит в качестве втулки при изоляции валов или крепежного соединения в процессе сборки электронного оборудования. Изготавливается шайба из материалов, которые не проводят ток, например, нейлона. Не используются во влажных средах.

Пружинная

Применяется в автомобильной, аэрокосмической промышленности и других сферах, где на крепежное соединение оказываются вибрационные и тепловые нагрузки. Создает осевую нагрузку на винты, гайки, пр. элементы крепежа, предупреждая самоотвинчивание резьбового соединения.

Пружинная двухвитковая шайба используется в процессе строительства и ремонта железнодорожных путей.

Упорная быстросъемная

Применяется шайба при креплении подшипников и других деталей на осях и валах оборудования.

Косая

Для выравнивания уклона металлического швеллера.

Коническая

Устанавливается в подвижных люфтовых резьбовых соединениях, которые в процессе эксплуатации подвергаются вибрационным нагрузкам.

Тарельчатая

Обеспечивает упрочнение крепежного соединения, увеличивает опорную площадь. Путем наложения тарельчатых шайб друг на друга можно собрать демпферное устройство.

Кровельная EPDM

Шайба оснащена специальной каучуковой прокладкой, устойчивой к агрессивным средам. Служит для обеспечения герметичности установочного отверстия в процессе крепления профлиста или металлочерепицы к обрешетке при устройстве кровли.

Материалы изготовления шайб

Для производства шайб используется нержавеющая и углеродистая сталь, медь, латунь, титан, пластик и другие материалы. Наиболее востребованной является оцинкованная стальная шайба. Метизы из нержавейки применяются на объектах с повышенной влажностью и/или агрессивной средой. Шайбы из пластика и резины - смягчают давление крепежных элементов на поверхности скрепляемых деталей.

Читайте также: