Гровер или гравер, статья

Шайба Гровера: для чего создавалась и в чем эффект применения

Ко времени изобретения шайбы Гровера в мире начался стремительный рост числа механизмов с движущимися частями. В результате этого движения возникали вибрации, приводящие к раскрутке резьбовых соединений, влекущие за собой не только выход из строя узлов механизма, но и неисправимые поломки дорогостоящих конструкций. Изобретенная Гровером шайба, стала революционной в технике.

Ее часто называют пружинной, хотя это же определение можно присвоить и другим метизам. Но в те времена, имея двойную изогнутость и острый угол поднимающегося витка усеченной пружины, она:

радикально увеличивала силы трения между витками в резьбовом соединении, за счет увеличения их прижима друг к другу;
препятствовала раскручиванию соединения за счет шипа разреза.

Со временем конструктив пружинной шайбы гровера в угоду простоте массового производства значительно упростился, но определенные требования обрели признаки классичности.

Пружинная шайба гровер — материалы для изготовления

В основном гровер изготавливается из углеродистой пружинной стали и подвергается закалке. Для нормального взаимодействия с материалом металлических изделий, которыми осуществляется крепеж, шайба должна быть тверже их, чтобы «вгрызаясь» в их металл при раскручивании, препятствовать ему.

Существуют гроверы, изготовленные из алюминия, бронзы, латуни и даже меди, для метизов из соответствующего металла. Стальные же могут подвергаться воронению (чернению), хромированию, анодированию (создание окисной пленки) и прочее.

Также иногда горизонтальным плоскостям шайб гровера придают определенную шероховатость для увеличения сил трения между поверхностями соединяемых деталей. Пример этому — кованый железнодорожный гровер, называемый путевой шайбой.

А двухвитковые пружинные шайбы, используемые в клеммных болтах, которые служат для крепления рельс, имеют еще более резко выраженный эффект сопротивления раскручиванию.

Это происходит благодаря тому, что, в отличие от гровера, они не превращаются в плоскую деталь после окончательной сборки.

Применение и варианты исполнения шайбы гровера

Вообще, чаще всего гровер присутствует в болтовых соединениях. Но еще чаще вместе с обычной цилиндрической шайбой, которая за счет увеличенной площади контакта дополнительно препятствует рассоединению винтовой пары.

Сегодня существуют 2 варианта исполнения гровера.

Второй — более сложный в производстве, но является все же более надежным, выдерживающим большие динамические и разнонаправленные нагрузки.

Большинство винтовых соединений имеют правую навивку, т.е. вкручиваются или накручиваются по часовой стрелке, а при визуальном осмотре их витки поднимаются вправо. Гроверы для таких метизов имеют подъем витка также по часовой стрелке. Но некоторая часть крепежа изготавливается с левой резьбой. Она применяется для крепления вращающихся частей механизма, которые во время этого вращения могут спровоцировать одновременное выкручивание крепежа.

При использовании обратной резьбы она будет стремиться к затяжке при вращении. Так, например, разные направления резьбы на гайках ступиц колес автомобилей с разных его сторон. Можете себе представить последствия самопроизвольной разборки такого соединения? Вот и гроверы для левой резьбы имеют при визуальном осмотре подъем витка против часовой стрелки.

Будьте внимательны при установке пружинной шайбы гровера и применяйте ее в соответствии с направлением резьбы.

Недостатки шайбы гровера

Но, прежде чем говорить о недостатках гровера, назовем его главное достоинство: дешевизна и технологичность производства.

А теперь – о главных претензиях к этой пружинной шайбе.

Все более динамичные машины требуют значительно более радикальных решений по сопротивлению самоотвинчиванию резьбовых соединений. Силы гровера становится уже недостаточно. А ряд экспериментов (с конца 80-х годов 20-го столетия) немецких, а вслед за ними американских и британских исследователей, указывают, что не все так хорошо у знаменитой шайбы. А именно:

после сборки узла с гровером, он превращается в обычную плоскую шайбу с незначительным эффектом натяга, лишь слегка увеличивающего силу трения между витками;
«вгрызание» шайбы в металл при раскручивании, не обеспечивает достаточного сопротивления ему;
шайба почти во всех случаях не подлежит вторичному использованию ввиду наличия остаточной деформации.

В связи с чем, на многих современных образцах зарубежной техники можно часто увидеть замену шайбы на другие элементы.

Чем можно заменить пружинную шайбу гровера

А вариантов замены – множество. Мы перечислим самые распространенные:

Самоконтрящаяся гайка. В верхней ее части вмонтирована пластиковая вставка, гасящая вибрационные колебания и препятствующая самораскручиванию соединения. Это самый дорогой, но на сегодня – самый эффективный и технологичный способ.

Пружинная тарельчатая шайба. Очевидно, что она использует часть изначальной идеи оригинального гровера, но еще более проста в производстве.

Коронная гайка. Требует сверления ответного крепежного элемента с последующей фиксацией шплинтом. Обеспечивает надежное, но отчасти ступенчатое, сопряжение деталей.

Зубчатый фланец. Практически шайба с насечкой, срощенная с гайкой. Эффект от использования – понятен.

Гайка с цилиндрическим поясом. Требует наличия у ответной детали продольного шлица (или шлицов)

Контрящая шайба. В ней множество зубчиков препятствуют раскручиванию соединения.

Шайбы с усиками. Требуют отверстия или выборки для одного из усиков в детали, а остальные усики загибаются на грани гайки или головки винта. Имеется множество вариантов конструкции таких шайб.

Адгезионная фиксация. Различные составы, наносимые на резьбу, после полимеризации препятствующие разборке резьбового соединения.

Проволочные замки. Используется при расположении рядом нескольких крепежных деталей – чаще болтов или винтов.

Также важно помнить, что даже простая окраска может стать достаточным фактором фиксации. А в более тяжелых случаях применяется боковая фиксация соединения при помощи винта или штифта, расклепывание выступающей резьбы, а в самых тяжелых случаях – сварка, но последние 2 варианта – практически не разборны.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами ;)

Рекомендуем другие статьи по теме

Как ставить гровер шайбу?

Шайба пружинная, или как ее еще называют – гровер, нашла свое широкое применение во всех областях, особенно машиностроительной. Рассмотрим же более подробно особенности ее конструкции, требования к качеству, производство, а также ситуации, в которых без нее не обойтись и, наоборот, когда применение такого крепежного элемента недопустимо.

Пружинная шайба – знакомимся с назначением изделия

Начнем с истории, тем более, что она не уходит своими корнями слишком далеко. Все началось в конце XIX века, когда стремительное развитие машиностроения потребовало новых, более качественных резьбовых соединений. Ведь стандартные виды гаек и болтов попросту не могли выдержать всех нагрузок, колебаний и вибраций, приходящихся на подвижные части узлов и механизмов.

Причем последствия несли самый различный характер, в результате ослабления или даже развинчивания крепежных элементов значительно снижалась прочность соединений, возникали усталостные разрушения.

Однако заменить данный вид крепления на клепанные тоже не было выходом из положения. Во-первых, не всегда их удобно применить, что в значительной степени тормозило прогресс и разработку новых элементов.

Во-вторых, даже если это и получалось где-то, то впоследствии возникали сложности с техническим обслуживанием таких механизмов. В общем, потребовалось принципиально новое резьбовое соединение, которое сможет выдерживать ударные нагрузки и выполнять роль, так сказать, стопора, чем и стала гроверная шайба.

Как известно, все самое гениальное представляет собой невероятно простые вещи, это правило относится и к такому изделию. Данная шайба имеет вид одного витка пружины, откуда, собственно говоря, и пошло название.

При этом работает она безотказно, благодаря тому, что ее зазор расходится в направлении, противоположном вращению гайки,что препятствует ее отвинчиванию. Таким образом, при прямом ходе крепежный узел движется без препятствий.

Однако вращению в противоположном направлении препятствует кромка гровера, которая как бы впивается в металл и обеспечивает стопорение гайки.

Шайба-гровер – производство и материалы

Пружинная шайба-гровер (ГОСТ 6402-70) должна соответствовать требованиям, которые описаны в вышеуказанной документации. Итак, в основном изготавливаются эти элементы из стали, однако допускается также бронза и иные цветные металлы, но о них более подробно поговорим немного ниже.

Твердость стальных изделий колеблется в пределах от 40 до 48 HRC (единицы измерения методом Роквелла в рамках шкалы С). В случае, если материалом выступает Ст 70, то этот параметр может достичь 50 HRC, а гровера из бронзы должны иметь твердость не менее 90 HRC.

Недопустимым браком считается наличие заусенцев, окалин, трещин, а также очагов коррозии. Допустимыми являются следы неотделимой окалины и мелкие дефекты в плоскости среза, которые не влияют ни на размеры, ни на прочностные характеристики изделия.

Также не считается браком и трапециевидность сечения, но только в случае если она не выходит за пределы допустимой высоты. Также проводят испытания таких шайб. После трехкратного сжатия таким образом, чтобы расходящиеся концы сошлись и образовалась плоская поверхность, и дальнейшей выдержки в течение суток в этом состоянии высота разводов концов должна составлять не менее 1,65 части от толщины детали. Безусловно, изделия не должны ломаться и трескаться.

Ознакомившись с требованиями, предъявляемыми к данному типу крепежей, рассмотрим некоторые особенности их производства. Конечно же, все параметры, которым должна соответствовать шайба-гровер – размеры, прочность, допустимые и недопустимые дефекты, материал, а также вид покрытия – указаны в технической документации, таковой являются ГОСТ или DIN.

Еще стоит отметить, что существует четыре типа таких шайб: нормальные (Н), тяжелые (Т), особо тяжелые (ОТ) и легкие (Л). Первые три вида имеют поперечное сечение в форме квадрата, последние же – прямоугольника.

В качестве материала очень часто используется пружинная сталь, а затем деталь подвергают термической обработке, благодаря которой снимаются внутренние напряжения в сплаве, увеличиваются его прочностные характеристики, а также стойкость к внешним воздействиям. Кроме того, снижается хрупкость, а ведь это все невероятно важно, особенно учитывая назначение данных деталей.

Но достижение необходимых свойств обеспечивается не только комплексом мероприятий по термообработке. Еще на данный вид шайб может наноситься специальное защитное покрытие (хромирование или же гальваническое цинкование). Правда, это необязательно, так что выпускаются гровера и без покрытия.

Цинкование и хромирование прежде всего обеспечивают надежную защиту от коррозии.

Гальваническое цинкование осуществляется путем электрохимического осаждения частиц цинка на поверхность детали, которую предварительно помещают в электролит. В результате образуется слой толщиной, не превышающей 25 мкм, а шайба приобретает голубой, белый либо же радужный оттенок.

Следующий способ защиты изделия от коррозии – желтое хромирование, при котором поверхность насыщают хромом. При этом еще повышаются износостойкость шайб и твердость.

Что же насчет его расположения, так здесь нет никакой принципиальной разницы, будет он установлен под шляпкой болта или же под гайкой. Можно даже использовать два элемента одновременно, и тогда эффект усилится в два раза.

Особенностью данного крепежа является то, что чем больше сечение кольца по ширине и высоте, тем выше показатели развиваемой упругой силы, однако такие изменения ничуть не влияют на значение упругой деформации. Кроме того, сила затяжки распределяется неравномерно по всей окружности, ее пики приходятся на участок, где расположены храповые зубчики.

Применение пружинных шайб и особенности эксплуатации

Такие крепежные элементы нашли свое широкое применение в автомобилестроении, строительстве, машиностроительной и промышленной отрасли, а также во многих иных областях. Вообще, трудно представить себе сферу, в которой бы не использовалась эта шайба особого назначения.

Такие изделия являются незаменимой частью многих узлов и механизмов, особенно если последние испытывают ударные и вибрационные нагрузки, способствующие раскручиванию болтовых соединений. А ведь довольно часто именно на эти места крепления возлагается весьма ответственная миссия, поэтому даже их ослабление, не то, что уж полное развинчивание, может привести к очень опасным последствиям.

Итак, применение пружинных шайб весьма распространено, но рассмотрим еще и случаи, когда не стоит отдавать предпочтение данному типу крепежа. Как уже было сказано, эффект стопорения гайки осуществляется за счет острых кромок гровера, которые после затяжки кольца как бы врезаются в опорные поверхности.

Таким образом, если последние имеют недостаточно высокую твердость, тогда врезание слишком выражено. Поэтому применение гровера в сочетании с мягкими металлами и сплавами, например, магниевыми, алюминиевыми и прочими недопустимо, так как в результате поверхность изделия будет испорчена.

Смотрите также:

Toyota TF107
Что такое типтроник в автомобиле?
Послевоенное возрождение
Обзор жилого модуля для пикапа Lance Ttruck 650
Что понимается под тормозным путем?
Toyoda Spinning and Weaving Company

Гравер, дремель или бормашинка

Называйте как хотите, смысл один и тот же. Основное отличие от дрели – большие обороты. Может быть вы в курсе, что чем больше скорость обработки какого-либо материала, тем обработка получается чище, глаже и с минимальной шероховатостью. Этот принцип применяется в токарных и фрезерных станках, а также в станках, обрабатывающих различные материалы. Тот же самый принцип и у нашей бормашинки. Большие обороты позволяют очень точно и аккуратно высверливать ровные отверстия, а также обрабатывать металл, дерево, стеклотекстолит и другие материалы, используемые при радиоконструировании.

В интернет-магазинах можно очень дешево найти бормашинку по приемлемой цене. У меня с недавних пор появилась вот такая простенькая бормашинка:

Питается эта бормашинка от сети 220 Вольт и развивает обороты до 30 000 в минуту!

У этой бормашинки есть очень удобная штука – педалька. Педальку мы стелим под ноги и при сверловке нажимаем ногой на нее, тем самым включая и выключая режим сверления. Очень удобно! С помощью тумблера можно сделать и ручной постоянный режим сверления. С помощью бегунка Speed Control мы регулируем скорость оборотов нашей дрельки.

Все это выглядит как-то вот так:

Очень удобно менять насадки, поворачивая рукоятку до щелчка. Насадка крепится надежно и очень хорошо центрируется.

В комплекте шло море насадок

Есть также простой вал. Если на этот вал подобрать подходящую цангу, то можно сверлить отверстия в платах, благо у меня уже есть маленькая дрель для сверления плат. Если надо что-то шлифануть, обрезать, сделать узорчик – бормашинка идеально подойдет для этих целей! В радиоэлектронном хозяйстве сгодится ;-).

На Али очень большой выбор этих бормашинок. Можете убедиться по этой ссылке:

Также неплохо бы бы для нее приобрести также цанговый патрон

Если будете брать, то смотрите, чтобы диаметр вала бы равен диаметру ваших насадок. Эти цанговые патроны вы можете посмотреть по этой ссылке.

Пружинная шайба-гровер: особенности и области применения :

Шайба является крепежным изделием, которое подкладывается между гайкой и корпусом изделия или же другим крепежным изделием – болтом, шурупом, саморезом, винтом. При этом площадь поверхности, на которую опирается крепеж, увеличивается, что препятствует его самоотвинчиванию. Пружинная разрезная шайба (гровер) наиболее широко применяется в машиностроении. Она обладает некоторыми конструктивными особенностями, благодаря которым в определенных ситуациях обойтись без нее не получится.

Предыстория пружинной шайбы

Гровер появился относительно недавно – во второй половине девятнадцатого века машиностроению потребовались новые, более качественные резьбовые соединения, поскольку стандартные на то время гайки и болты уже не справлялись со все возрастающими нагрузками, колебаниями и вибрациями на подвижных соединениях между узлами и механизмами. Вследствие этого соединения ослаблялись, крепежные элементы развинчивались, что приводило к повреждениям элементов.

Использование клепаных соединений тоже не стало выходом из ложившейся ситуации, поскольку их зачастую неудобно применять, из-за чего замедлялась разработка новых продуктов. В случае же применения заклепок обслуживание соединенных таким образом механизмов становилось затруднительным.

Шайба-гровер: новый вид соединения

Машиностроение требовало нового резьбового соединения, которое смогло бы выдержать повышенную ударную нагрузку и служить своеобразным фиксатором. С этой функцией наилучшим образом справляется гровер.

Все гениальное просто – это выражение с точностью описывает данное изделие. Гровер представляет собой один пружинный виток с зазором, расходящимся в противоположную вращению болта сторону. Благодаря такой конструкции гайка не отвинчивается. При закручивании ходу гайки ничего не мешает, однако откручиванию как раз и препятствует особое расположение кромок шайбы – края впиваются в металл, благодаря чему фиксируется гайка. Шайба-гровер здесь выступает в роли стопора.

Производство гровера

Пружинную шайбу изготавливают чаще всего из стали, но в определенных случаях также из бронзы и других цветных металлов. Стальные изделия характеризуются твердостью по шкале Роквелла в пределах 40-48 HRC, а бронзовые – от 90 HRC.

Заусенцы, окалины, различные трещины, а также очаги коррозии считаются браком при производстве гроверов. Остальные же незначительные дефекты, не влияющие на размер и прочность шайб, допускаются. Испытывают изделия сжатием до образования плоской поверхности с суточной выдержкой, после чего развод должен вернуться в изначальное состояние.

Существует легкая (Л), нормальная (Н), тяжелая (Т) и особо тяжелая (ОТ) шайба-гровер. ГОСТ 6402-70 описывает все требования, выдвигаемые данному соединению. Здесь указываются размер, степень прочности, материалы и виды покрытия.

Гроверы изготавливают из пружинной стали, подвергнутой термообработке, в процессе которой происходит снятие внутреннего напряжения сплава, увеличение его прочностных характеристик и стойкости к внешнему воздействию. Важным также является снижение хрупкости готового изделия. Также на пружинные шайбы может наноситься специальное цинковое или хромовое покрытие, что обеспечивает повышение антикоррозийных свойств. При хромировании также повышается твердость шайбы и ее устойчивость к износу.

Применение гроверов

Автомобилестроение, строительство, машиностроение, тяжелая промышленность – области, в которых повсеместно используется шайба Гровера. Цена данного изделия совсем невысока (стоимость килограмма шайб варьируется от 67 до 163 рублей, в зависимости от размера и типа), но польза очень ощутима. Пружинная шайба незаменима во многих случаях при соединении частей механизмов, особенно если они подвержены вибрациям или ударным нагрузкам, из-за которых происходит раскручивание подвижного соединения. А последствия этого могут быть очень опасными.

Однако, несмотря на широкую область применения гроверов, есть ситуации, в которых нежелательно их использование. Поскольку стопорение гайки происходит благодаря острым кромкам, врезающимся в поверхность материала и он ощутимо повреждается в случае невысокой своей твердости. Поэтому пружинные шайбы не применяют при соединении изделий, изготовленных из мягких металлов и сплавов.

Расположение гровера в соединении особой роли не играет, его можно установить как под гайкой, так и под шляпкой болта, а при использовании двух шайб можно добиться наилучшего эффекта.