Самый популярный и самый непредсказуемый элемент резьбового соединения.
Сегодня расскажем о популярном методе стопорения резьбовых соединений, совершившем в конце XIX века мини революцию и позволивший прославится своему изобретателю Джону Гроверу (John William Grover ).
Разрезная круглая шайба, концы которой расположены в разных плоскостях, служащая для предотвращения самоотвинчивания крепежных изделий при ее упругой деформации под нагрузкой.
Казалось бы, вот оно: элегантное инженерное решение, разрезанный и разведенный под определенным углом диск из пружинной закаленной стали, благодаря силе противодействия снижает потерю стягивающего усилия, которое происходит вследствие просадки резьбового соединения. Поэтому, всегда считалось. что если правильно применять эту шайбу, то будет снижаться риск отвинчивания под воздействием динамических нагрузок.
Пружинные шайбы должны иметь прочность, которой достаточно, чтобы выдержать усилие затяжки болтов класса прочности до 5.8. При работе с такими болтами пружинные шайбы снижают потерю нагрузки и тем самым снижают риск ослабления болтового соединения под воздействием динамических сил. Кроме того, кромки пружинной шайбы создают механическое зацепление за относительно мягкую поверхность, что дает дополнительный стопорящий эффект.
Однако часто гроверы имеют чрезмерную прочность и хрупкость в результате нарушения технологического процесса (например-неконтролируемой закалки, гальванической защиты от коррозии) и поэтому приводят к более высокому риску ослабления соединения из-за динамических нагрузок и вибрации.
Жизнь меняется, возрастают технические требования. Применение привычных механических и инженерных решений не всегда отвечает поставленным задачам.
Сегодня, в современных механизмах и транспортных средствах, практически прекращено применение крепежа с классом прочности ниже 8.8, что дает, помимо более высоких прочностных характеристик, значительные технологические преимущества, а так же экономию средств, благодаря снижению общей металлоемкости, веса используемого крепежа и общей оптимизации и унификации применения высокопрочных резьбовых соединений.
А как же гровер? Эффективность и надёжность действия гроверов были поставлены под сомнение еще в конце XX века. Сообщество автомобильных инженеров с 1969 года не рекомендует их для критических соединений по следующим причинам: Основной механизм благодаря которому используется шайба гровера (при затягивании соединения острые края, шайбы помещённой между соединяемой деталью и гайкой (или головкой винта), врезаются в плоские поверхности соединения) делает гроверы неэффективными в случае левосторонней резьбы или очень твёрдых поверхностей какими обладает современный высокопрочный крепеж с классом прочности 8.8 и 10.9. Мало того, при применении с высокопрочным крепежом, они фактически создают повышенный риск для надежности соединения, так под воздействием высоких нагрузок могут разъехаться и сломаться. Результаты испытаний показывают, что установка пружинной шайбы под головку болта может приводить к его самоотвинчиванию быстрее, чем для болта без такой шайбы . Аналогичное мнение об эффективности пружинных шайб по стопорению болтов и гаек высказано в известном руководстве по проектированию крепежа организации NASA.
Таким образом применение гроверов ставит под угрозу безопасность!
- Пригодны только для стопорения болтов прочности не более 5.8.
- Деформируют контактные поверхности и способствуют уменьшению силы предварительного натяжения.
- Не обеспечивают защиту от самопроизвольного отворачивания.
- Нельзя использовать повторно.
- Гровер может быть выдавлен из-под гайки (риск поломки).
- Прокручиваются при затягивании и отворачивании, повреждая контактные поверхности, что вызывает преждевременную коррозию.
- Очень большой разброс нагрузок при затяжке контролируемым моментом.
Та что же использовать вместо гроверов? Об этом мы расскажем в другой статье, а пока давайте вместе обсудим эту тему.
Палец вверх если понравилась статья и подписывайтесь на наш канал, будет еще очень много интересного на тему крепежа.