Всеки механик ги е използвал, но повечето не знаят колко различни вида шайби има, от какви материали са направени и как да ги използват правилно. През годините получихме многобройни въпроси относно шайбите, така че техническата статия, споделяща информация за тези хардуерни устройства, отдавна е необходима.

Наскоро покрихме изкуството да правим високопроизводителни крепежни елементи с Automotive Racing Products, Inc. (ARP), покривайки изцяло гайките и болтовете по темата. Сега е време да отдадем уважение на компонента на закопчалката, който често се приема за даденост, скромната шайба.

В следващите параграфи ще разгледаме какво представляват шайбите, различните видове шайби, какво правят, как се правят, къде и кога да ги използвате – и да, дори ще обсъдим дали шайбите са насочени или не.

Най-общо казано, шайбата е просто плоча с форма на диск, подобна на вафла, с дупка в центъра. Въпреки че дизайнът може да звучи примитивен, шайбите всъщност осигуряват сложна задача. Те обикновено се използват за разпределяне на натоварването на крепежни елементи с резба, като болт или винт с капачка.

Те могат да се използват и като дистанционни елементи - или в някои случаи - могат да бъдат подложка за износване, заключващо устройство или дори използвани за намаляване на вибрациите - като гумена шайба. Основният дизайн на шайбата включва външен диаметър, който е два пъти по-голям от вътрешния диаметър на шайбата.

Обикновено направени от метал, шайбите могат да бъдат направени и от пластмаса или гума - в зависимост от приложението. В машините, висококачествените болтови съединения изискват закалени стоманени шайби, за да се предотврати врязване на повърхностите на съединението. Това се нарича Бринелиране. Тези малки вдлъбнатини могат в крайна сметка да доведат до загуба на предварително натоварване на крепежния елемент, тракане или излишни вибрации. Тъй като състоянието продължава, тези движения могат да се ускорят в друго износване, което често се определя като разцепване или натъртване.

Шайбите също помагат за предотвратяване на галванична корозия, състояние, което съществува, когато определени метали влязат в контакт един с друг. Единият метал действа като анод, а другият като катод. За да се забави или предотврати този процес от самото начало, се използва шайба между болта или гайката и метала, който се съединява.

В допълнение към равномерното разпределение на натиска върху закрепената част и намаляването на шансовете за повреда на частта, шайбите също така осигуряват гладка повърхност за гайката или болта. Това прави по-малко вероятно закрепеното съединение да се разхлаби в сравнение с неравна повърхност на закрепване.

Има специални шайби, предназначени да осигурят уплътнение, точка на електрическо заземяване, подравняване на крепежния елемент, задържане на крепежния елемент, изолиране или осигуряване на аксиален натиск върху съединението. Ще разгледаме накратко тези специални шайби в текста по-долу.

Също така видяхме няколко начина за неправилно използване на шайби като част от закрепена връзка. Има много случаи, когато механиците на сенчести дървета са използвали болтове или гайки, които са с твърде малък диаметър за частта, която съединяват. В тези случаи шайбата има вътрешен диаметър, който пасва на болта, но не позволява на главата или гайката на болта да се плъзгат през отвора на компонента, който се съединява. Това е молба за проблеми и никога не трябва да се опитва навсякъде в състезателна кола.

По-често механиците ще използват болт, който е твърде дълъг, но няма достатъчно резби, което не позволява връзката да бъде затегната. Натрупването на шепа шайби върху стеблото като дистанционер, докато гайката може да се затегне, също трябва да се избягва. Изберете правилната дължина на болта. Използването на шайби неправилно може да доведе до повреда или нараняване.

Най-общо казано, днес в света се произвеждат няколко вида шайби. Някои са специално направени за използване върху дървени фуги, докато други са за водопроводни цели. Що се отнася до нуждите на автомобилите, специалистът по научноизследователска и развойна дейност на ARP, Джей Кумбс, ни казва, че има само пет вида, използвани в поддръжката на автомобили. Има обикновена шайба (или плоска шайба), шайба на калника, разделена шайба (или заключваща шайба), звездообразна шайба и вложка.

Интересното е, че няма да намерите разделителна шайба в масивните предложения на ARP за закопчалки. „Те са полезни преди всичко с крепежни елементи с малък диаметър при условия на ниско натоварване“, обясни Кумбс. ARP има тенденция да се фокусира върху високопроизводителни състезателни крепежни елементи, които работят при условия на по-високо натоварване. Има варианти на тези типове шайби, които служат за специфични цели, като обикновената шайба с назъбвания от долната страна.

Плоската шайба е предпочитаният посредник между главата на болт (или гайка) и обекта, който се закрепва. Неговата основна цел е да разпредели натоварването на затегнат крепеж, за да предотврати повреда на свързващата повърхност. „Това е особено важно при алуминиевите компоненти“, казва Кумбс.

Американският национален институт по стандартизация (ANSI) е предоставил набор от стандарти за обща употреба, обикновени шайби, изискващи два типа. Тип А се определя като шайба с широки допуски, където прецизността не е критична. Тип B е плоска шайба с по-строги допуски, където външните диаметри се категоризират като тесни, правилни или широки за съответните им размери на болтовете (вътрешен диаметър).

Както споменахме преди, шайбите са по-сложни от просто обяснение от една организация. Всъщност те са няколко. Обществото на автомобилните инженери (SAE) категоризира обикновените шайби по дебелина на материала, с по-малки вътрешни и външни диаметри в сравнение с начина, по който Организацията по стандартизация на Съединените щати (USS) е определила плоските шайби.

Стандартите USS са стандартите за инчови шайби. Тази организация характеризира вътрешния и външния диаметър на шайбата, за да поеме груби или по-големи резби на болтовете. USS шайбите често се използват в автомобилни приложения. С три организации, определящи три различни стандарта за обикновени шайби, ясно е, че шайбите са по-сложни, отколкото простият им вид би накарал някой да повярва.

Според Coombes от ARP, „Размерът и качеството на самата пералня заслужават внимателно внимание. Трябва да има достатъчна дебелина и размер, за да разпредели правилно товара. Coombes добавя: „Също така е много важно шайбата да е успоредна на земята и да е идеално плоска за тези критични приложения с по-високи натоварвания на въртящия момент. Всичко друго може да причини неравномерно предварително зареждане.“

Това са шайби, които имат изключително голям външен диаметър, пропорционален на централния отвор. Той също така е проектиран да разпределя силата на затягане, но поради по-големия размер натоварването се разпространява върху по-голяма площ. В продължение на много години тези шайби се използват за закрепване на калници към превозни средства, откъдето идва и името. Шайбите на калниците може да имат по-голям външен диаметър, но обикновено са направени от тънък материал.

Разделените шайби имат аксиална гъвкавост и се използват за предотвратяване на разхлабване поради вибрации. Снимка от www.amazon.com.

Разделените шайби, наричани още пружинни или заключващи шайби, имат аксиална гъвкавост. Те се използват за предотвратяване на разхлабване поради вибрации. Концепцията зад разделителните шайби е проста: действа като пружина, за да окаже натиск върху обекта, който се закрепва, и главата на болта или гайката.

ARP не произвежда тези шайби, тъй като повечето крепежни елементи, които играят ключова роля в двигателя, задвижването, шасито и окачването, са затегнати до определена спецификация на въртящия момент, прилагайки правилната сила на затягане. Има малък или никакъв шанс закопчалката да се разхлаби без използване на инструмент.

Повечето инженери са съгласни, че пружинната шайба - когато се завърти с по-високи спецификации - ще се разтегне до известна степен. Когато това се случи, разделителната шайба ще загуби своето напрежение и дори може да наруши точното предварително натоварване на закрепената връзка.

Звездообразните шайби имат назъбвания, които се простират радиално навътре или навън, за да се впият в повърхността на субстрата, за да предотвратят разхлабването на крепежния елемент. Снимка от www.amazon.com.

Звездообразните шайби служат почти за същата цел като разделената шайба. Те са предназначени да предотвратят разхлабването на закопчалка. Това са шайби с назъбвания, които се простират радиално (навътре или навън), за да се впият в повърхността на компонента. По дизайн те трябва да се „вкопаят“ в главата/гайката на болта и в основата, за да предотвратят разхлабването на крепежния елемент. Звездообразните шайби обикновено се използват с по-малки болтове и винтове, свързани с електрически компоненти.

Предотвратяването на въртенето и по този начин повлияването на точността на предварителното натоварване подтикна ARP да произведе специални шайби, които са назъбени от долната страна. Идеята е те да захванат прикрепения елемент и да осигурят стабилна платформа.

Друга специална шайба, произведена от ARP, е шайбата тип вложка. Те са предназначени да предпазват горната част на дупките, за да предотвратят нараняване или срутване на горната част на дупката. Обичайните употреби включват цилиндрови глави, компоненти на шасито и други зони с високо износване, които изискват шайба.

Важно е да се отбележи, че смазването играе ключова роля за точното предварително натоварване. В допълнение към нанасянето на смазка върху резбите на крепежния елемент, се препоръчва да поставите малко количество от долната страна на главата на болта (или гайката) или отгоре на шайбата. Никога не смазвайте долната страна на шайбата (освен ако инструкциите за монтаж не казват друго), тъй като не искате тя да се върти.

Обръщането на внимание на правилното използване на шайбите и смазването е нещо, което заслужава внимание от всички състезателни отбори.

Създайте свой собствен персонализиран бюлетин със съдържанието, което обичате от Chevy Hardcore, директно във вашата пощенска кутия, абсолютно БЕЗПЛАТНО!

Всяка седмица ще ви изпращаме най-интересните статии, новини, характеристики на автомобили и видеоклипове за Chevy Hardcore.

Обещаваме да не използваме вашия имейл адрес за нищо друго освен за ексклузивни актуализации от Power Automedia Network.