Стопорные шайбы, хоть и кажутся незначительными, играют критически важную роль в обеспечении надежности и долговечности соединений. Основными игроками на арене стопорных шайб являются гроверные шайбы и шайбы Nord-Lock. Как выбрать лучшее решение для своего проекта? Давайте разберемся!
До свиданье, гровер
Самый популярный и непредсказуемый элемент резьбового соединения - шайба гровер. Этот элемент был изобретен в конце XIX века Джоном Гровером и служил для предотвращения самоотвинчивания крепежных изделий. Однако, несмотря на его популярность, современные технологии и требования к крепежу ставят под сомнение его эффективность.
Общество автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers, SAE) с 1969 года не рекомендует применять пружинные шайбы для критических соединений, а европейский (немецкий) стандарт DIN 127, описывающий их, был отозван в 2003 году. Основные причины таких решений включают в себя:
- риск деформации контактных поверхностей;
- невозможность повторного использования;
- риск выдавливания гровера из-под гайки;
- уменьшение эффекта фрикционности при ослаблении соединения (или вовсе его отсутствие при подкладывании простой шайбы под гровер).
Это отношение к гроверам поддержало NASA в своём руководстве по крепежу от 1990 года, где сделан вывод, что диск имеет эффект стопора только в момент стягивания.
В свете всех вышеупомянутых проблем с гроверами, инженеры и производители крепежа искали альтернативные решения. Одним из таких решений стали стопорные шайбы с насечкой.
Шайбы Nord-Lock
Nord-Lock Group является мировым лидером в области надежных решений для крепления. Их основная миссия - обеспечивать безопасность человеческих жизней и инвестиций клиентов. Одним из ключевых продуктов компании являются шайбы Nord-Lock. Эти шайбы используют технологию клинового замка и предназначены для обеспечения безопасности болтовых соединений, которые подвергаются экстремальным вибрациям или динамическим нагрузкам.
На внешней поверхности расположены выступы. При монтаже они врезаются в заготовку под действием усилия затяжки. Это исключает их проворачивание по отношению к детали. Таким образом, смещение возможно только между самими шайбами.
На внутренней поверхности имеются пологие клинья. Угол клиньев больше чем угол подъема витков резьбового элемента. В процессе эксплуатации при попытке гайки провернуться клинья разжимаются и распирают соединение.
Очевидно, что данный тип шайб лишён недостатков, имеющихся у гроверов.
А что с ценой?
Рассмотрим цены на данную продукцию в популярном интернет магазине.
Как видно на приведённых скриншотах, осмысленный выбор шайб, учитывающий все "за" и "против", может как повысить надежность изделия, так и навредить его себестоимости. Nord-Lock с таким ценником годится только для самых ответственных узлов. Что же тогда делать с остальными соединениями? В нашем КБ мы поступаем следующим образом:
- На 96% соединений мы ставим гровер. За последние 10 лет никто из заказчиков ни разу не был против. Отрасль машиностроения консервативна, а гроверы дешёвые.
- На 1% ответственных разборных соединений мы ставим Nord-Lock. Т.е. это соединения подверженные вибрации, которые периодически нужно раскручивать, например, для регулировки или технического обслуживания механизма.
- В 3% случаев, когда нужно гарантированно исключить самопроизвольное раскручивание, но при этом соединение не предусматривает разборку в процессе эксплуатации, мы используем гайки с нейлоновой вставкой по DIN 985.
Они стоят приемлемых денег и отлично справляются со своей задачей. Главное, заложить их с небольшим запасом, т.к. при сборке изделия всё равно небольшой процент гаек будет испорчен.