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

Наскоро разгледахме изкуството на изработката на високоефективни крепежни елементи с Automotive Racing Products, Inc. (ARP), като разгледахме подробно гайките и болтовете по темата. Сега е време да отдадем почит на крепежния компонент, който често се приема за даденост - скромната шайба.

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

Най-общо казано, шайбата е просто дискообразна, подобна на вафла пластина с отвор в центъра. Въпреки че дизайнът може да звучи примитивен, шайбите всъщност изпълняват сложна задача. Те обикновено се използват за разпределяне на натоварването на резбован крепежен елемент, като болт или винт с глава.

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

Обикновено изработени от метал, шайбите могат да бъдат изработени и от пластмаса или гума - в зависимост от приложението. В машините, висококачествените болтови съединения изискват закалени стоманени шайби, за да се предотврати вдлъбване 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 прекомерни вибрации. С продължаването на това състояние тези движения могат да се ускорят и да доведат до друго износване, което често се определя като лющене или ожулване.

Шайбите също така помагат за предотвратяване на галванична корозия, състояние, което възниква, когато определени метали влязат в контакт помежду си. 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 съединявания метал.

В допълнение към равномерното разпределение на налягането върху закрепваната част и намаляването на вероятността от повреда на частта, шайбите също така осигуряват гладка повърхност за гайката или болта. Това намалява вероятността за разхлабване на закрепената връзка в сравнение с неравна закрепваща повърхност.

Има специални шайби, предназначени да осигурят уплътнение, точка на електрическо заземяване, да подравнят крепежния елемент, да го задържат здраво, да изолират или да осигурят аксиално налягане върху съединението. Ще обсъдим накратко тези специални шайби в текста по-долу.

Виждали сме и няколко начина за неправилно използване на шайби като част от закрепено съединение. Има много случаи, в които механици, работещи по сенчести дървета, са използвали болтове или гайки 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 предпоставка за неприятности и никога не бива да се прави никъде в състезателен автомобил.

По-често механиците използват болт, който е твърде дълъг, но без достатъчно резба, което не позволява затягане на съединението. Трябва да се избягва и поставянето на няколко шайби върху тялото като дистанционер, докато гайката може да се затегне. Изберете правилната дължина на болта. Неправилното използване на шайби може да доведе до повреда или нараняване.

Най-общо казано, днес в света се произвеждат няколко вида шайби. Някои са специално създадени за употреба върху дървени съединения, докато други са за водопроводни цели. Що се отнася до автомобилните нужди, специалистът по научноизследователска и развойна дейност на ARP, Джей Кумбс, ни казва, че има само пет вида, използвани в автомобилната поддръжка. Има обикновена шайба (или плоска шайба), шайба за калници, разделителна шайба (или заключваща шайба), звездовидна шайба и вложка.

Интересното е, че няма да намерите разделителна шайба в огромното предложение от крепежни елементи на ARP. „Те са полезни предимно за крепежни елементи с малък диаметър при условия на ниско натоварване“, обясни Кумбс. ARP е склонна да се фокусира върху високопроизводителни състезателни крепежни елементи, които работят при условия на по-високо натоварване. Има варианти на тези видове шайби, които служат за специфични цели, като например обикновената шайба с назъбени ръбове от долната страна.

Плоската шайба е предпочитаният посредник между главата на болт (или гайка) и закрепвания обект. Основната ѝ цел е да разпредели натоварването на затегнатия крепежен елемент, 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 общо ползване, като се посочват два вида плоски шайби. Тип А се определя като шайба с широки допуски, където прецизността не е от решаващо значение. Тип B е плоска шайба с по-тесни допуски, където външните диаметри са категоризирани като тесни, обикновени или широки за съответните им размери на болтовете (вътрешен диаметър).

Както споменахме по-рано, шайбите са по-сложни от простото обяснение от една организация. Всъщност има 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 дефинирала плоските шайби.

Стандартите на USS са стандартите за шайби с инчова диаметър. Тази организация характеризира вътрешния и външния диаметър на шайбата, за да се поберат едри или по-големи болтови резби. Шайбите на USS често се използват в автомобилни приложения. С три организации, които определят три различни стандарта за обикновени шайби, е очевидно, че шайбите са по-сложни, отколкото би изглеждало на пръв поглед.

Според Кумбс от ARP, „Размерът и качеството на самата шайба заслужават внимателно разглеждане. Тя трябва да има достатъчна дебелина и размер, за да разпредели правилно натоварването.“ Кумбс добавя: „Също така е много важно шайбата да е успоредно шлифована и идеално равна за критичните приложения с по-високи въртящи моменти. Всичко друго може да доведе до неравномерно предварително натоварване.“

Това са шайби, които имат изключително голям външен диаметър, пропорционален на централния си отвор. Те са проектирани и за разпределяне на силата на затягане, но поради по-големия размер, натоварването се разпределя върху по-голяма площ. В продължение на много години тези шайби са били използвани за закрепване на калници към превозни средства, откъдето идва и името им. Шайбите за калници може да имат по-голям външен диаметър, но обикновено са изработени 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 разделените шайби е проста: Те действат като пружина, за да оказват натиск върху закрепвания обект и главата на болта или гайката.

ARP не произвежда тези шайби, защото повечето крепежни елементи, които играят ключова роля в двигателя, задвижването, шасито и окачването, се затягат до специфичен въртящ момент, прилагайки правилната сила на затягане. Има малка или никаква вероятност крепежният елемент да се разхлаби без използване на инструмент.

Повечето инженери са съгласни, че пружинната шайба — когато е затегната до по-високи спецификации — ще се разтегне до известна степен. Когато това се случи, разцепената шайба ще загуби напрежението си и дори може да наруши точното предварително натягане на закрепената връзка.

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

Звездообразните шайби служат на почти същата цел като раздвоените шайби. Те са предназначени да предотвратят разхлабването на крепежни елементи. Това са шайби с назъбени ръбове, които се простират радиално (навътре или навън), за да се забият в повърхността на компонента. По конструкция те са предназначени да се „забиват“ в главата/гайката на болта и основата, за да предотвратят разхлабването на крепежните елементи. Звездообразните шайби обикновено се използват с по-малки болтове и винтове, свързани с електрически компоненти.

Предотвратяването на въртенето и по този начин повлияване на точността на предварителното натоварване е накарало ARP да произведе специални шайби, които са назъбени от долната страна. Идеята е те да захващат закрепвания предмет и да осигуряват стабилна платформа.

Друга специална шайба, произвеждана от ARP, е вложката. Те са предназначени да предпазват горната част на отворите, за да предотвратят износване или срутване на горната част на отвора. Често срещани приложения включват глави на цилиндри, 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 натягане. В допълнение към нанасянето на смазка върху резбата на крепежния елемент, препоръчително е да се нанесе малко количество и върху долната страна на главата на болта (или гайката) или върху горната част 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 и смазване на шайбите 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 имейл адреса ви за нищо друго освен за ексклузивни актуализации от мрежата на Power Automedia.