Что лучше гровер или контргайка
Что лучше и надёжней контр-гайка, или гроверная пружинная шайба (гровер), почему?
Как узел надёжней и не будет раскручиваться с контр-гайкой или с гровером (пружинная шайба).
На мой взгляд не совсем верно сравнивать гровер и контр-гайку, они не конкуренты.
Например гроверную шайбу (пружинную) нельзя использовать если поверхность к которой она прилегает мягкая (алюминий к примеру), потому что стопорение гровера осуществляется за счёт её острых кромок что в свою очередь может привести к порче поверхности из мягких сплавов, или металлов.
В этом случае лучше контр-гайка, а не гровер.
Если болт работает на растяжение, то и в этом случае лучше контр-гайка, а не гровер.
Если соединение испытывает вибрационные, или механические нагрузки ударного характера, то лучше гровер, а не контр-гайка и.т.п.
То есть Вам надо определиться где, на каком узле используется, или гровер, или контр-гайка.
Гровер изготавливается из пружинной стали (как вариант, есть и другие), это прочный, но хрупкий материал.
Шайбу нельзя вытягивать многократно, если Ваше болтовое соединение периодически раскручивается, закручивается, то лучше установить контр-гайку.
Гровер устанавливается проще чем контр-гайка (тут нужны как минимум 2 ключа).
Хотя конечно, есть правила установки гровера,
Однозначного ответа, «что лучше» просто не может быть, практически всё зависит от того какую нагрузку испытывает соединение.
Если это некая металлическая конструкция, или расчётный проектируемый узел в котором использовались болтовые соединения, то надо придерживаться тех самых расчётов.
Если в соединении контр-гайка, значит её и используем, гровер, значит гровер, одно другим не заменяется.
Из личного опыта считаю, что контр-гайка более эффективнее, чем гровер, сейчас постараюсь объяснить это на схеме, извините, я не физик и не инженер, поэтому буду говорить своими словами.
Само давление гайки через резьбу направлено вниз, а шпилька или болт вытягиваются из плоскости.
Справа две гайки, одна основная, другая контрящая.
Тут получается так, что давление на резьбу болта или шпильки происходит в разных направлениях, т.е. сначала основная гайка вытягивает болт наружу, но потом контрогайка давит в основную гайку и соответственно тянет болт наружу, а основную гайку давит вниз, получается, что нижняя гайка через резьбу вдавливает болт немного назад.
Когда установлен гровер на вибрационных креплениях, то со временем гайка расшатывается за счёт ослабления контргайки и может начать откручиваться, либо деформироваться. При установки контргайки за счёт разницы в давлении на резьбу, гайки не откручиваются.
Можно ли ставить вторую гайку при недостаточной длине болта?
Конструктор, инженер-механик на пенсии
ваш ответ про две гайки мягко говоря непонятен.
СНиП II-23-81
12.20*. В соединениях с болтами классов точности А, В и С (за
исключением крепления второстепенных конструкций и соединений на
высокопрочных болтах) должны быть предусмотрены меры против
развинчивания гаек (постановка пружинных шайб или контргаек).
Средств стопорения не так уж много и они все специального назначения. Они зависят от условий работы болтового соединения.
На статических нагрузках возможны контргайки (две обычные подряд), но вы ведь видели, как они работают. Зачем подвергать риску заморокой двух гаек, если гровер придуман именно для такого стопорения в том числе.
Развинчиваются, как «к бабке не ходить», а во-вторых, невозможно проконтролировать усилие затяжки (одну недожал, другую пережал или в вариантах).
В проектах такое предусматривать нельзя! Это плохой тон!
На практике так делают, но это на ответственности «заворачивателей».
Автор! Каковы условия твоего конкретного узла?
А если болты в качестве монтажно-регулировочных до приварки связей, то тут вообще о двух гайках нечего говорить.
И обязательно открой один из трех томов Орлова «Основы конструирования», там есть специальная глава о способах стопорения резьбовых соединений. Это настольная книга любого инж-констр. В днл есть, между прочим.
Как зафиксировать болт от раскручивания
Наверняка многих любителей сделать или починить что-нибудь в автомобиле своими руками ни раз интересовал вопрос касательно того, как зафиксировать болт в том или ином механизме, чтобы он либо не раскручивался вовсе, либо раскручивался, но сделать это было бы в разы сложнее. В этой статье будут рассмотрены наиболее эффективные способы зафиксировать болт и как можно дольше не позволять ему раскручиваться.
Использование фиксаторов болтов
Процесс фиксации болта в определенных случаях крайне важен, про него ни в коем случае нельзя забывать. Поэтому давайте рассмотрим несколько способов их фиксации и научимся правильно их закреплять не только с помощью гайки, но и в отверстиях с уже готовой резьбой. Мы рассмотрим, конечно же, не полное руководство по фиксации болтов, возможно, не все существующие способы, однако каждый из них крайне эффективен и по-своему хорош.
Шплинт
Шплинт – это металлический стержень, имеющий специальное ушко на месте сгиба. Такие шплинты устанавливаются в специальных отверстиях, сделанных в стержне болта. Когда болт закручен до упора, шплинт продевается через отверстие и его свободные концы разводятся в стороны, надежно фиксируя крепление.
Такой тип фиксации в автомобиле применяется, например, для крепления соединений в конструкции ступицы. Принцип, схожий с фиксацией болта шплинтом, используется в стопорных шайбах, которые оснащаются лепестком, который загнут под углом 90°, и прижимает одну из граней болта.
Использование контргайки
Закрепление производится с применением обычного гаечного ключа либо головкой соответствующего размера. Главным предназначением такой контргайки является фиксация еще одной стандартной гайки и препятствование ее самопроизвольному раскручиванию. После затягивания основной гайки, контргайка размещается за ней. Она также благополучно затягивается с помощью того же ключа, что и первая. В более сложных случаях, когда наблюдается постоянный высокий уровень вибрации, не исключается вариант, что даже такая конструкция может расшататься. Это, надо отметить, происходит нередко, особенно, если применяются две стандартные гайки. Однако, не стоит забывать о том, что в любое время можно приобрести в нашем интернет-магазине специальные контргайки, которые предназначаются как раз для механизмов, работающих в условиях повышенной вибрации.
Резьбовой фиксатор
Стоит отметить, что для дополнительного закрепления болта в отверстии или теле гайки можно воспользоваться фиксатором резьбы. Это средство может иметь разную степень густоты и наносится на резьбу как самого болта, так и отверстия, в котором он будет зафиксирован. Принцип ее действия крайне прост: состав заполняет бороздки на металле, выполняя функцию клея. Всё, что вам нужно сделать – смазать резьбу в месте, где будет производиться фиксация. После этого нужно всего лишь закрутить болт, затянуть его и немного подождать, дав конструкции подсохнуть. Впоследствии клеевой состав затвердеет, и это, в свою очередь, надежно застрахует болт от выкручивания. Использование резьбового фиксатора, между прочим, – один из наиболее распространенных методов закрепления болтов. Многие производители уже на заводах покрывают болты фиксатором резьбы. К примеру болты FORD часто покрываются синим фиксатором резьбы, болты подвески, стоек амортизатора и так далее. Там, где нагрузки выше обычного, применяются фиксаторы резьбы красного цвета – например на суппортах и других узлах тормозной системы. Это не удивительно, ведь метод зарекомендовал себя как действительно эффективный. Существует множество разновидностей фиксаторов резьбы, поэтому необходимо заранее удостовериться в том, что выбранная марка вам подойдет. Некоторые варианты отличаются крайне высокой прочностью, и открутить их без использования дополнительного инструментария просто не получится. Самый распространенный вариант – «Loctite». При помощи него можно без труда и лишних временных затрат зафиксировать гайку.
Пружинные шайбы
Еще один, но уже менее распространенный способ – использование пружинных шайб. Делаются они из пружинной стали, а главным их предназначением является создание дополнительного давления нагрузки на закрученный болт. Эта самая нагрузка способствует предотвращению самопроизвольного выкручивания болта из отверстия. Пружинная шайба, как правило, используется в паре с обычной, однако это случается не всегда, все зависит от деталей. Этот метод крайне надежен, однако в условиях повышенной вибрации, опять же, есть вероятность, что механизм разболтается. Поэтому важно понимать, что это – не самый лучший вариант, применяемый в механизмах и узлах, которые постоянно подвержены действию вибрации.
Гроверы (стопорные шайбы пружинного типа)
Такие приспособления, как правило, используются, чтобы предотвратить регулярное самопроизвольное откручивание болтов, однако они также не могут считаться идеальными. Их главным недостатком является то, что при слишком сильной затяжке выступы сминаются, и в итоге гровер превращается в обычную шайбу. После той деформации гроверы становятся практически бесполезными.
Однако они не так плохи, как вы успели подумать: в некоторых случаях они довольно эффективны и отличаются своей низкой стоимостью. Для примера, такие шайбы часто применяют для крепления большинства механизмов стиральных машин. Всё, что вам нужно сделать – накинуть гровер на болт, если болт фиксируется не в самой детали, то наживить гайку и закрутить до упора.
Шайбы Nord-Lock
Главной уникальностью таких приспособлений является их оснащение специальными «зубчиками» на лицевой стороне. Такие шайбы, по задумке, устанавливаются попарно. Вы накидываете такую комбинированную шайбу на болт и просто его затягиваете. После окончательной затяжки шляпка болта надежно фиксируется на корпусе детали. Болты, зафиксированные с помощью такого простого механизма хорошо выдерживают вибрацию. Вероятность того, что механизм разболтается – крайне невелика. Это самый лучший вариант из всех представленных.
Радикальное решение
Во избежание самопроизвольного выкручивания болта за неимением более цивилизованных решений, описанных выше, в некоторых отдельных случаях применяется его закрепление с помощью прихватывания шляпки сваркой. Либо намеренным расплющиванием края ножки после фиксации. Но такой болт во время демонтажа детали в будущем придется пилить ножовкой или болгаркой.
Закрутить и забыть
Резьбовые соединения используются и в конструкции пластиковых детских игрушек и при возведении мостов. Единственное сходство такого крепежа заключается в том, что его можно монтировать и демонтировать при необходимости. Для удержания резьбового крепежа бывает достаточно силы приложенной в момент затяжки, но гораздо правильнее, с точки зрения безопасности, заблокировать резьбовое соединение в ответственных частях конструкции. Например, клапанная крышка двигателя автомобиля должна быть надежно закреплена во время движения, в то же время обязана быть съемной, так как компоненты двигателя необходимо обслуживать. При постоянной вибрации, или механическом воздействии резьбовому соединению нужна защита от самораскручивания. Рассмотрим методы надежной фиксации резьбовых соединений.
Виды резьбовых соединений
Болты с гайками — самый распространенный вид резьбового крепежа. Используется практические везде, от автомобилей, до радио антенн на крышах высоток. Встречаются так часто, что сложно найти конструкции без них.
Винты и отверстия с резьбой. В этом соединении винт устанавливается в предварительно высверленное отверстие с нарезанной резьбой.
Винты по конструкции похожи на болты, но различие кроется в применении: болты используют чтобы соединить детали насквозь, для фиксации на болт накручивается гайка, а винты вкручивают в соединяемые детали, в заранее подготовленную резьбу.
На фото винты с головкой под внутренний шестигранник, которые соединяют алюминиевые компоненты. Такие винты используются вместо болтов для облегчения веса конструкции и для упрощенного монтажа — чтобы зафиксировать детали достаточно доступа с одной стороны.
Как надежно зафиксировать резьбовое соединение
Методы делятся на: механические приспособления и специальные составы, предотвращающие ослабление соединения. Ниже приведены самые распространенные механические приспособления, которые используют для предотвращения ослабления резьбового крепежа.
Стопорная пружинная шайба или гровер — представляет собой один виток пружины, который подкладывается под гайку при закручивании. Создает распорное усилие на гайку, благодаря этому противостоит её ослаблению и раскручиванию в условиях вибрации.
Стопорная шайба с внутренними зубцами. Зубцы придают стопорной шайбе эффект пружины и предотвращают ослабление крепежа если конструкция подвергается деформации или вибрации. Используется при болтовом соединении, так же сочетается с винтами, шпильками и штифтами. Задействуют соединения с подобным стопорным механизмом при сборке мебели и постройке деревянных сооружений, домов.
Стопорная шайба с наружными зубцами — применяются для фиксации электрических проводов. При использовании болтов или винтов в электрических цепях используется контактная шайба с наружными зубцами. Благодаря своей форме, шайба с наружными зубцами увеличивает площадь контакта в месте соединения, а эффект пружины добавляет надежности фиксации. Такие шайбы изготавливают из нержавеющей стали или подвергают дополнительной оцинковке.
Стопорная шайба Nord-Lock — состоит из двух одинаковых стопорных шайб, с радиальными ребрами на одной стороне и клиновыми поверхностями на другой. Радиальные ребра оказывают силовое воздействие на поверхность соединения прикрепляемой детали. Клиновые поверхности увеличивают усилие затяжки. Применяются в условиях сильной вибрации и при значительных динамических нагрузках.
Гайка с зубчатым фланцем, по сути это гайка со встроенной зубчатой шайбой, имеет такие же свойства, что и зубчатая гайка — создает пружинящий эффект и увеличивает площадь контакта, предотвращая самораскручивание, но сокращает количество элементов конструкции.
Гайка самоконтрящаяся с нейлоновым кольцом. За счет нейлоновой вставки происходит торможение хода завинчивания и гасятся механические колебания, защищая резьбовое соединение от ослабления.
Стопорение проволокой — используется в аэрокосмической отрасли, оборонной промышленности и автоспорте, там, где открутившийся элемент попав в другие движимые части конструкции, нанесет непоправимый вред. Метод фиксации трудоемкий и весьма сложный в освоении — установка стальной проволоки в отверстие в винте или гайке и жесткая фиксация этой проволоки к другой детали. Используется и для совместной фиксации двух деталей, как на фото. Самое сложное при установке стопорящей проволоки правильно сориентироваться в направлении движения резьбы, и выбрать верное направление вязки, иначе установка подобного фиксатора бесполезна.
Корончатая гайка выглядит как обыкновенная шестигранная гайка с одной стороны, но с другой стороны у нее по контуру расположен ряд зубьев в форме короны, отсюда и название. Количество прорезей от 6 до 8, в зависимости от диаметра. Металлический шплинт продевается через резьбу и фиксируется между зубьями корончатой гайки, тем самым надежно блокирует резьбовое соединение от самопроизвольного раскручивания.
Такой метод используется для фиксации ступицы колеса автомобиля.
Адгезив — вещество, способное соединять материалы путём поверхностного сцепления.
Часто для фиксации резьбы используется специальный состав или клей. Сам фиксирующий состав не в состоянии удерживать детали, но запросто может предотвратить раскручивание гайки либо болта.
К примеру, в нефтедобывающей промышленности, где на механизмы и конструкции действует постоянная вибрация используют сочетания пружинных шайб и фиксирующих составов.
Чтобы фиксирующий состав выполнял свое прямое назначение, он должен полимеризоваться — перейти из жидкого состояния в твердое. Компоненты состава вступают в реакцию с кислородом и отвердевают, но сложность в том, что рабочая поверхность внутри витков резьбы герметична, к ней нет доступа кислорода. Чтобы обойти эту проблему в химических фиксаторах резьбы состав вступает в реакцию с металлом и отвердевает при отсутствии кислорода. В итоге, между внутренней и внешней резьбой образуется пластиковый полимер, который обладает высокой адгезией. Для демонтажа крепежных элементов, зафиксированных подобным образом, придется приложить существенное усилие.
Составы бывают жидкие и пастообразные. Выбор зависит от типа соединения: для крепежа малого диаметра применяется жидкий фиксатор, он равномерно распределяется по поверхности; для крепежа больших диаметров используют пастообразные средства, так как они хорошо удерживаются на большой площади нанесения.
Что выбрать
Пружинные и зубчатые шайбы — используют в условиях небольшой вибрации и не интенсивных динамических нагрузках на конструкцию, имеют минимальную стоимость.
Шайбы типа Nord-Lock — применяются там где к резьбовому соединению предъявляются повышенные требования по безопасности: в тяжелой промышленности и машиностроении. Они противостоят высокой вибрации и способны удерживать крепеж при высоких нагрузках. Значительно технологичнее остальных видов шайб, и как следствие, дороже.
Гайки с фланцами и контрящим кольцом — способны выдержать воздействие вибрации чуть выше чем пружинные и зубчатые шайбы, но сокращают количество деталей конструкции. Стоимость их, также не велика.
Стопорение проволокой — дорогостоящий и очень трудоемкий способ фиксации резьбы. Если вы не строите гоночный болид или летательный аппарат, использование такого способа будет неоправданным.
Корончатая гайка — применяется там, где ослабление и самораскручивание крепежа может вызвать критическую ситуацию, отлично противостоит высоким нагрузками и вибрации, стоит дороже пружинных гаек или шайб, так как конструкция сложнее и в ней взаимодействуют несколько элементов.
Фиксирующие составы — в зависимости от типа могут противостоять низким и высоким вибрационным нагрузкам, стоимость их так же может существенно варьироваться.
Шайба-гровер: разновидности пружинной гроверной шайбы. Область использования и преимущества конструкции перед аналогами
Самой массовой деталью абсолютного большинства сборно-разборных конструкций — машин, станков, приборов, механизмов, космических аппаратов и сооружений, дорожно-строительной и сельскохозяйственной техники, являются крепежные детали.
Самая массовая среди них — шайба, потому что она применяется почти с каждым винтом, болтом и шпилькой, входящими в состав конструкции.
Согласно ГОСТ 27017-86 (Термины и определения крепежных изделий) шайбой (нем. Scheibe, англ. Washer и фр. Rondelle) называется крепежная деталь с центральным отверстием, помещаемая под головку болта (винта) или под гайку. Среди большого разнообразия конструктивных решений шайб есть и специфические, предотвращающие самопроизвольное отвинчивание болтов и винтов — шайба-гровер.
Содержание
Шайба пружинная (шайба гровера). Описание и назначение
В соответствии с ГОСТ 27017-86 (Определения крепежа) шайбой пружинной (нем. Federring, англ. Spring washer, фр. Rondelle elastigue) называется разрезное плоское кольцо с расположенными в разных плоскостях концами — выглядит как один виток пружины.
Отсюда и название. Согласно этому стандарту аббревиатура «Шайба Гровера» считается недопустимой в конструкторской документации (КД) и других официальных документах.
Шайба-гровер была изобретена во второй половине Х1Х века английским инженером Дж. Гровером.
Это изделие самостоятельно не используется, оно относится к категории вспомогательных деталей. Ее назначение — предотвращение самостоятельного отвинчивания крепежа за счет использования таких конструктивных элементов шайбы, как лапки, зубья и носки.
Конструкция и технические требования
Шайба пружинная изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 6402-70.
Конструктивно деталь выглядит как кольцо из проволоки квадратного сечения (s), разрезанное в одном месте под углом 70 градусов к плоскости шайбы. Ширина разреза равна 0,75 s. Концы разреза разведены в разные стороны до размера h, зависящего от вида исполнения.
Предусматривается 2 исполнения, отличающихся размером h. В первом исполнении размер h равен 2s, во втором — 2s+2k, где k есть высота заострения кромки. Исполнение 2 — более сложное в изготовлении, но выдерживает более высокие нагрузки.
Выпускается 4 типа:
В модификациях Н, Т, ОТ для каждого номинального диаметра шайбы поперечное сечение увеличивается, соответственно увеличивается и жесткость пружиной шайбы.
Таблицу размеров шайбы-гровера из ГОСТ 6402 можно посмотреть (https://docs.cntd.ru/document/1200004378).
Зарубежные аналоги шайб-гровера ГОСТ 6402
Из признанных во всем мире стандартов на шайбы гровера можно отметить:
Сравнительную таблицу соответствия ГОСТ, DIN, ISO можно посмотреть (https://getpocket.com/read/3347360666).
Как работает шайба гровер
Устанавливается гровер под гайку или под головку болта (винта). Принцип работы гровера основан на том, что при вращении гайки (по часовой стрелке) острые кромки разреза не препятствуют полному сжатию шайбы.
В результате в витках резьбы создается упругий натяг, который создает дополнительное гарантированное трение между витками, препятствующее самопроизвольному отвинчиванию крепежа.
Кроме того, самопроизвольному отвинчиванию (вращению против часовой стрелке) препятствуют врезающиеся в основной материал острые кромки разреза шайбы пружинной.
Рекомендации по выбору шайб-гровера
При выборе следует учесть, что:
Перспектива использования шайб-гровера
Лет 20 назад немецкие, а за ними американские и британские исследователи пришли к выводу, что во многих современных механизмах и строениях с повышенными вибрационными и динамическими воздействиями традиционные шайбы гровера не обеспечивают достаточной защиты крепежа от самопроизвольного отвинчивания.
Объясняется это тем, что:
В результате применение шайб гровера в ответственных механизмах и сооружениях запрещено.
Убедиться в выполнении этих рекомендаций можно, посмотрев современные образцы европейской техники — там гровера нет.
Вместо них рекомендовано использовать другие пружинные шайбы, специальные гайки, другие способы контровки.
Возможные замены шайбы-гровера
Их много. Но большинство из них требует механической доработки самих крепежных деталей с использованием дополнительных элементов (штифтов, шплинтов, проволоки и т. д.) или принудительной деформации элементов специальных шайб.
Из средств, использующих пружинящие свойства самих деталей, применяются:
Остальные требуют доработки болтов, гибки лепестков, установки на краску или клей, др.