У шайбы три разные задачи — распределить нагрузку, защитить поверхность детали и застопорить соединение, и под каждую задачу свой тип. Таблица видов шайб с ГОСТами и размерами, честный разбор пружинной шайбы-гровера и правила подбора под диаметр крепежа.
Шайба решает три разные задачи, и под каждую есть свой тип изделия. Плоская шайба ГОСТ 11371-78 распределяет усилие затяжки и защищает деталь от задиров — стопорить соединение она не умеет. Пружинная шайба-гровер ГОСТ 6402-70 работает как упругий элемент и врезается кромками в опору, но в вибронагруженных узлах на неё не полагаются. Механическую блокировку даёт только стопорная шайба — многолапчатая ГОСТ 11872-89, с лапкой ГОСТ 13463-77 или с носком ГОСТ 13465-77: после затяжки лапку отгибают на грань гайки, а у многолапчатой — в шлиц круглой гайки ГОСТ 11871-88, и провернуться гайка физически не может.
Коротко
— Плоская шайба ГОСТ 11371-78 распределяет нагрузку и бережёт поверхность; стопорящей функции у неё нет.
— «Шайба 8» — это шайба под резьбу М8, а не с отверстием 8 мм: внутренний диаметр 8,4 мм у класса А и 9,0 мм у класса С.
— Гровер уместен в неответственных узлах: DIN отозвал аналогичные стандарты DIN 127 и DIN 128 как неэффективные для высокопрочных соединений.
— Гарантированную блокировку даёт только отгибаемая лапка или носок: ГОСТ 11872-89, ГОСТ 13463-77, ГОСТ 13465-77.
Виды шайб: сводная таблица
Общие технические требования задаёт ГОСТ 18123-82: он распространяется на плоские круглые шайбы (ГОСТ 6958-78, ГОСТ 9649-78, ГОСТ 10450-78, ГОСТ 11371-78), косые квадратные (ГОСТ 10906-78) и стопорные (ГОСТ 11872, ГОСТ 13463-77, ГОСТ 13464-77, ГОСТ 13465-77, ГОСТ 13466-77). Конструкция и размеры — в стандарте на тип.
| Тип шайбы | Стандарт | Аналог DIN | Что делает | Где применяется |
|---|---|---|---|---|
| Плоская нормальная | ГОСТ 11371-78 | DIN 125 | Распределяет усилие затяжки, бережёт поверхность | Под гайку и под головку |
| Плоская увеличенная | ГОСТ 6958-78 | DIN 9021 | То же, большая опорная площадь | Мягкие и тонкие материалы, увеличенные отверстия |
| Плоская уменьшенная | ГОСТ 10450-78 | DIN 433 | То же в стеснённой компоновке | Когда нет места под нормальную шайбу |
| Косая | ГОСТ 10906-78 | DIN 434, DIN 435 | Выравнивает уклон опорной полки | Швеллеры (уклон 10 %) и двутавры (12 %) |
| Для пальцев | ГОСТ 9649-78 | DIN 1440 | Опорная шайба повышенной точности | Шарнирные соединения, пальцы 3–100 мм |
| Пружинная (гровер) | ГОСТ 6402-70 | DIN 127 | Упругий разрезной виток с острыми кромками | Неответственные соединения |
| Тарельчатая пружинная | ГОСТ 13439-68 | DIN 6796, ISO 10670 | Коническая пружина, компенсирует потерю натяга | Узлы с упругой податливостью |
| Стопорная многолапчатая | ГОСТ 11872-89 | DIN 5406 | Механически запирает круглую шлицевую гайку | Подшипниковые узлы на валах |
| Стопорная с лапкой | ГОСТ 13463-77, ГОСТ 13464-77 | DIN 93, DIN 463 | Лапка отгибается на грань гайки, ус — по кромке детали | Шестигранные гайки и болты, М3–М48 |
| Стопорная с носком | ГОСТ 13465-77, ГОСТ 13466-77 | — | Носок — в отверстие или паз детали | То же, когда кромки детали под ус нет |
| Зубчатая, наружные зубья | ГОСТ 10463-81 | DIN 6798 A | Зубья врезаются в опору и торец гайки | Резьба М2–М24 |
| Зубчатая, внутренние зубья | ГОСТ 10462-81 | DIN 6798 J | То же, следы остаются под гайкой | Резьба М2–М24 |
| К высокопрочным болтам | ГОСТ 22355-77 | — | Термообработана до 32…46,5 HRC | Металлоконструкции, болты М16–М48 |
«Аналог DIN» означает близкую конструкцию, а не взаимозаменяемость: у ГОСТ и DIN расходятся допуски, толщины и ряды размеров. Подробнее — в статье аналоги ГОСТ и DIN.
Плоская шайба: что означают классы точности А и С
ГОСТ 11371-78 распространяется на шайбы нормального ряда классов точности А и С для крепёжных деталей с диаметром резьбы от 1 до 48 мм. Классы различаются точностью отверстия и твёрдостью: у класса А твёрдость стальной шайбы не менее 140 HV, у класса С — не менее 100 HV, а отверстие заметно свободнее.
Исполнение 1 — без фаски, исполнение 2 — с фаской по наружной кромке. Увеличенные шайбы ГОСТ 6958-78 и уменьшенные ГОСТ 10450-78 охватывают тот же диапазон резьб и те же классы точности.
| Под резьбу | Внутренний диаметр, класс А, мм | Внутренний диаметр, класс С, мм | Наружный диаметр, мм | Толщина, мм |
|---|---|---|---|---|
| М6 | 6,4 | 6,6 | 12 | 1,6 |
| М8 | 8,4 | 9,0 | 16 | 1,6 |
| М10 | 10,5 | 11,0 | 20 | 2,0 |
| М12 | 13,0 | 13,5 | 24 | 2,5 |
| М14 | 15,0 | 15,5 | 28 | 2,5 |
| М16 | 17,0 | 17,5 | 30 | 3,0 |
| М18 | 19,0 | 20,0 | 34 | 3,0 |
| М20 | 21,0 | 22,0 | 37 | 3,0 |
| М22 | 23,0 | 24,0 | 39 | 3,0 |
| М24 | 25,0 | 26,0 | 44 | 4,0 |
Шайбы нормального ряда ГОСТ 11371-78. Наружный диаметр и толщина у классов А и С одинаковые, различается отверстие. В обозначении указан диаметр резьбы: «шайба 10» ставится на М10 и имеет отверстие 10,5 или 11 мм.
Пружинная шайба (гровер): как работает и почему держит не всегда
Гровер по ГОСТ 6402-70 — один виток пружины с разрезом и разведёнными концами, для крепежа с резьбой от 2 до 48 мм. Стандарт задаёт четыре типа по массивности сечения: Л (лёгкие, сечение прямоугольное), Н (нормальные), Т (тяжёлые) и ОТ (особо тяжёлые) — эти три с квадратным сечением. Материал — проволока ГОСТ 11850-72 из сталей 65Г, 70 и 3Х13, реже бронза БрКМц3-1; твёрдость 41,5–49,5 HRCэ — выше, чем у плоской шайбы.
При затяжке виток сжимается, а острые срезанные кромки упираются в опору и в торец гайки. Пока соединение недотянуто, шайба пружинит и удерживает остаточное усилие. Но при полной затяжке виток распрямляется практически до плоского состояния — и дальше ведёт себя как обычная плоская шайба из твёрдой стали.
Отсюда вывод справочника NASA по проектированию крепежа (Fastener Design Manual, RP-1228, 1990): к моменту затяжки расчётным моментом шайба уже распрямлена и стопорящей способности не имеет. То же показывает тест Юнкера на поперечную вибрацию по методике DIN 65151. Немецкий институт стандартизации отозвал стандарты DIN 127 и DIN 128: упругий элемент такого типа не компенсирует потерю натяга от обмятия стыка.
Где гровер всё-таки уместен. В соединениях с невысокой затяжкой и крепежом невысоких классов прочности, где шайба остаётся поджатой и удерживает остаточное усилие. В вибронагруженном или ответственном узле её заменяют другим решением: корончатой гайкой со шплинтом, самоконтрящейся гайкой, стопорной шайбой с отгибаемой лапкой или контровкой проволокой. Разбор всех способов — в статье о самоконтрящихся гайках и стопорении резьбы.
Стопорные шайбы: единственная механическая блокировка
Стопорная шайба не пружинит и не создаёт трения — она физически запирает гайку. Часть шайбы после затяжки отгибают инструментом: на грань гайки, в шлиц или по кромке детали. Отвернуться соединение может только после того, как лапку разогнут обратно.
| Шайба | Стандарт | Диапазон резьбы | Как фиксируется |
|---|---|---|---|
| Многолапчатая | ГОСТ 11872-89 | По размеру гайки ГОСТ 11871-88 | Внутренняя лапка — в паз вала, одна из наружных отгибается в шлиц гайки |
| С лапкой | ГОСТ 13463-77 | М3–М48 | Лапка загибается на грань гайки или головки, ус — по кромке детали |
| С лапкой, уменьшенная | ГОСТ 13464-77 | М6–М24 | То же, под уменьшенный размер под ключ |
| С носком | ГОСТ 13465-77 | М3–М48 | Носок — в отверстие или паз детали, лепесток загибается на грань гайки |
| С носком, уменьшенная | ГОСТ 13466-77 | М6–М24 | То же, под уменьшенный размер под ключ |
| Зубчатая, наружные зубья | ГОСТ 10463-81 | М2–М24 | Зубья врезаются в опору и торец гайки, отгибать ничего не нужно |
| Зубчатая, внутренние зубья | ГОСТ 10462-81 | М2–М24 | То же; исполнение 1 — насечное, 2 — вырубное |
Многолапчатые шайбы ГОСТ 11872-89 выпускаются классом точности А в двух типах — Л и Н; тип Н предназначен для оборудования, разработанного до 1990 года. Работают в паре с круглыми шлицевыми гайками ГОСТ 11871-88.
Зубчатые шайбы стоят особняком: отгибать нечего, стопорение даёт врезание зубьев. Это удобно при сборке, но зубья портят опорную поверхность и работают только по твёрдому материалу.
Материалы, покрытия и правило одинаковой пары
Массовые плоские шайбы делают из стали 08кп и 10кп; таблица 1 ГОСТ 18123-82 допускает также легированные 40Х и 30ХГСА, коррозионно-стойкие 12Х18Н10Т и 20Х13, латуни Л63 и ЛС59-1, бронзу БрАМц9-2, медь М3 и алюминиевые сплавы АМг5, Д1, АД1. Титана в этом перечне нет — в стандарте он фигурирует только как покрытие. Вид покрытия, его условное обозначение и толщина — по ГОСТ 1759.0-87 (п. 1.4), другие виды покрытий допускается назначать по ГОСТ 9.306-85.
Правило пары одно: болт, гайка и шайба должны иметь одинаковое покрытие. Разнородные металлы во влажной среде образуют гальваническую пару, и менее благородный разрушается — оцинкованная шайба под кадмированной гайкой корродирует быстрее, чем каждая по отдельности. В авиации стальной крепёж в контакте с алюминиевыми сплавами традиционно кадмируют: кадмий лучше согласуется с алюминием по электрохимическому потенциалу.
Второй момент — твёрдость. Обычная плоская шайба (нижняя граница твёрдости — 100 HV у класса С и 140 HV у класса А) намного мягче болта класса 8.8 (22–34 HRC): под высокопрочным крепежом она сминается, стык осаживается, натяг падает. Для металлоконструкций поэтому есть отдельный стандарт ГОСТ 22355-77 с термообработкой до 32…46,5 HRC. Подробнее — в статье о классах прочности болтов.
Шайбы по ОСТ и авиационным нормалям
В авиационной и специальной технике номенклатура шире. Это стопорные многолапчатые ОСТ 1 11519-74 и ОСТ 1 11520-74, с наружной лапкой ОСТ 1 11513-74 и ОСТ 1 11514-74, с внутренней лапкой ОСТ 1 11515-74 и ОСТ 1 11516-74, двойные с поперечными лепестками ОСТ 1 34531-88 и ОСТ 1 34532-88, шайбы из титанового сплава ОСТ 1 34500-77 и ОСТ 1 34503-86, шайбы с наружными зубьями для металлизации конструкций ОСТ 1 34502. Отдельный пласт — нормали: контровочные с внутренними зубьями 3431А и 3432А, двойные с продольными лепестками 3459А и 3460А, для винтов с потайной головкой 986С50.
В обозначении вида «ОСТ 1 11519-74» последние две цифры — год утверждения стандарта, а не типоразмер: на этом в заявках регулярно спотыкаются. Перечень позиций — в разделе шайбы по ОСТ.
Шесть ошибок при подборе шайб
- Гровер на мягкую опорную поверхность. Кромки прорезают алюминий, пластик или краску: получается концентратор напряжений и очаг коррозии, а стопорящего эффекта нет. Под мягкий материал ставят увеличенную шайбу ГОСТ 6958-78.
- Шайба «примерно того же размера». Шайба под М10 на болте М8 опирается на кромку отверстия: выгибается, стык осаживается, усилие затяжки уходит.
- Шайба под гайку или болт с фланцем. Фланец сам является опорной поверхностью, часто с насечкой; шайба между ним и деталью убирает контакт насечки.
- Повторная установка распрямившегося гровера. Шайба, у которой концы сошлись в одной плоскости, — это уже плоская шайба из твёрдой стали.
- Обычная шайба под высокопрочный болт. Разница в твёрдости даёт смятие шайбы под головкой и потерю натяга в первые же часы работы.
- Стопорная шайба поставлена, но лапка не отогнута. Самая частая ошибка сборки: изделие в узле есть, функции оно не выполняет. Работает такая шайба только отогнутой.
Частые вопросы
Для чего нужна шайба гровер?
Пружинная шайба ГОСТ 6402-70 создаёт остаточное упругое усилие в слабо затянутом соединении и упирается острыми кромками в опору и торец гайки. При полной затяжке виток распрямляется и стопорящее действие пропадает: в вибронагруженных узлах гровер заменяют самоконтрящейся или корончатой гайкой со шплинтом.
Чем плоская шайба отличается от увеличенной и уменьшенной?
Только наружным диаметром и толщиной при том же отверстии. Нормальный ряд — ГОСТ 11371-78, увеличенный — ГОСТ 6958-78 (для мягких материалов и увеличенных отверстий), уменьшенный — ГОСТ 10450-78 (для стеснённой компоновки). Все три охватывают резьбу от 1 до 48 мм в классах точности А и С.
Какой внутренний диаметр у шайбы М10?
По ГОСТ 11371-78 — 10,5 мм у класса точности А и 11,0 мм у класса С; наружный диаметр 20 мм, толщина 2 мм. Число в обозначении шайбы — это диаметр резьбы крепёжной детали, а не размер отверстия: отверстие всегда больше.
Какая шайба ставится под круглую шлицевую гайку?
Стопорная многолапчатая по ГОСТ 11872-89. Внутренняя лапка входит в паз вала, одна из наружных после затяжки отгибается в шлиц круглой гайки ГОСТ 11871-88. Типовое решение для подшипниковых узлов: гайка запирается механически, независимо от момента затяжки и трения.
Можно ли использовать шайбу повторно?
Плоскую — можно, если нет вмятин, выгиба и следов от кромок гайки. Пружинную — нет, если концы витка сошлись в одну плоскость и развод исчез. Стопорную с лапкой или носком повторно не ставят: металл в месте отгиба наклёпан и при повторном загибе трескается.
Обязательно ли ставить шайбу под гайку?
Нет, необходимость шайбы определяет конструкторская документация. Она нужна, когда опорная поверхность мягче крепежа, когда отверстие больше номинала или овальное, когда важно не повредить деталь при затяжке. Если опора твёрдая, отверстие точное, а гайка с фланцем — шайба лишняя.
Изготовление шайб по ГОСТ, ОСТ и нормалям. Завод «Р СпецКрепёж» в Таганроге производит плоские, пружинные и стопорные шайбы по стандарту и по чертежу заказчика, включая нестандартные диаметры и толщины, от 1 шт. Термообработка, спектральный анализ металла и гальваника (хим. окс, цинк, кадмий, медь-никель, серебро, олово) — собственные участки, поэтому материал и покрытие подтверждаются документами на партию. По требованию — приёмка АО «РТ-Техприёмка» на площадке.
Заявка: sales@rsk-goz.ru, тел. 8 800 511 61 01. Если есть только образец — пришлите фото или деталь, подберём по размеру и стандарту.
Каталог: шайбы, шайбы по ОСТ, шайбы по нормалям, гайки. Смежная тема — статья о самоконтрящихся гайках и стопорении резьбы.
