Стопорні шайби

Що таке стопорна шайба?

Різьбові з'єднання за допомогою болтів, гайок, шпильок, шурупів дають змогу надійно скріплювати конструкції та багаторазово їх роз'єднувати. Але вони мають один недолік. Під дією вібрації, ударних навантажень, термічного розширення та звуження матеріалів з'єднання послаблюється. Щоб запобігти цьому, розробили стопорні шайби. Як вони працюють і які є різновиди стопорних шайб, розглянемо в цій статті. 

Стопорна шайба — це металевий диск, що вимірюється в трьох параметрах: зовнішній діаметр, внутрішній діаметр, перетин стінки. Всі шайби підбираються під кріплення по внутрішньому діаметру, який має відповідати діаметру різьбової частини болта або шпильки. Підкладається елемент під головку болта, шурупа або гайки.

Застосовується в: автомобілях, мотоциклах, побутовій техніці, верстатах, електроустановках, металоконструкціях, що піддаються вібраційним або ударним навантаженням.

Залежно від форми стопорна шайба запобігає розкручуванню з'єднання завдяки одному або відразу декільком ефектам впливу:

      тертя, що створює додатковий опір;

      тиску, що вимагає підвищеного крутного моменту для відкручування;

     буквального зачеплення однієї зі частин за технологічні пази та виступи, що блокує подальше розкручування з'єднання.

У яких випадках потрібно використовувати стопорну шайбу, визначається проєктувальниками та вказується в кресленнях. Є різні типи стопорних шайб, що позначаються на схемах, що залежить від типу з'єднання й впливу, що на нього впливає.

Матеріали виготовлення

Для виробництва стопорних шайб використовують:

     бронзу та латунь;

      вуглецеву сталь без покриття;

     нержавіючу сталь марок А2, А4;

     сталь із покриттям цинком.

Між собою стопорні елементи бувають  одноразові (не можна використовувати повторно після розбирання вузла) і багаторазові (не втрачають свої властивості під час багаторазового відкручування та закручування кріплення).

Типи стопорних шайб

Розглянемо наявні різновиди стопорних шайб, що допоможе розібратися в їхніх формах та особливостях:

      пружинні (гровер) — являють собою розрізане кільце, кінці якого розведені в боки. Це створює додатковий тиск на головку болта або гайку. Витичні краї слугують упором — вони врізаються в матеріал і блокують подальше відкручування.

      зубчасті — мають рівну форму диска, на поверхню якого нанесені зубці. У них спрямований кут упорів, встановлений проти боку відкручування. Зубці врізаються в головку болта або гайки, блокуючи рух. Упори можуть бути як з одного, так і з обох боків диска.

      хвилясті — диск піддається штампуванню для надання вигнутої форми. Унаслідок цього утворюється хвиля. Коли вона підтискається кріпленням, створюється зворотний тиск. Воно утримує гайку або болт на місці, вимагаючи збільшеного крутного моменту для відкручування. Сила для закочування й кількість досконалих обертів для подолання тиску визначається висотою хвилі.

      увігнуті (тарельчасті) — теж піддаються штампуванню для надання диску конусної форми. Площина внутрішнього краю виходить із перепадом відносно площини зовнішнього краю. Під час стягування кріплення площини цих країв вирівнюються, що створює тиск і підвищене тертя, блокуючи мимовільне розкручування.

Додаткові види (більш складні)

Шайби Nord-Lock і Heico-Lock (клінові) застосовуються у з'єднаннях, де є екстремальні вібрації. За конструкцією представляють собою два диски, з'єднаних разом (ставляться завжди парами). За зовнішніми сторонами мають радіальні насічки, що створюють додаткове тертя між поверхнею матеріалу та кріпленням. Усередині є ступеневі упори (клини), що зачіплюються між собою. Їх крок вищий, ніж крок різьби, що не дає змогу болту або гайці мимовільно розкрутитися. Але ціна таких елементів дорожча, оскільки потрібно більше матеріалу для виготовлення.

Стопорна шайба з однією лапкою призначена для з'єднань, розташованих близько до краю конструкції. Випнута лапка розташовується так, щоб після затягування кріплення вона стала обвислою. Це дає змогу загнути її, заблокувавши можливий рух шурупа під дією вібрації. Завдяки фіксації шайби вдається заблокувати й сам болт.

Є багатолапчасті шайби, призначені для стопоріння кріплення на осях. Їх часто використовують зі шліцьовими гайками. Всередині диска є одна лапка для закладу в технологічний паз стрижня з різьбою. Ззовні передбачено багато лапок. Залежно від місця встановлення їх можна загинати в шліци або за межі гайки, а також за краї основного матеріалу, блокуючи будь-які спроби мимовільного відкручування.