Простые плоские шайбы (стандартные плоские шайбы DIN/ISO/SAE/USS)
Болтовое соединение редко выходит из строя из-за того, что шайба “отсутствовала” в спецификации материалов — оно выходит из строя, потому что соединение потеряло преднатяг или опорная поверхность вдавилась, особенно на более мягких основаниях, продолговатых отверстиях или окрашенных/покрытых деталях. Простая плоская шайба является простейшим контрольным элементом в этом интерфейсе: она распределяет сжимающую нагрузку под головкой болта или гайкой, уменьшает локальные повреждения поверхности и стабилизирует усилие затяжки с течением времени.
В оборудовании с интенсивным обслуживанием и производственных узлах шайбы также служат практичным буфером допусков — помогают предотвратить заедание в нержавеющих соединениях, защищают покрытия от фреттинга и повышают повторяемость при затяжке на неровных поверхностях. Независимо от того, указываете ли вы DIN 125 / ISO 7089 нормальной серии, DIN 9021 (большой наружный диаметр / крыльевая) для тонкого листа, или SAE/USS плоские шайбы для имперских сборок, ключевым является соответствие наружный диаметр/внутренний диаметр/толщина и твёрдость реальному контактному давлению и основному материалу.
- Равномерно распределяйте давление подшипника
- Защищайте покрытие и поверхности
- Снижение потери преднатяга из-за вдавливания
- Улучшайте повторяемость момента затяжки соединения
- Поддерживайте сборки с пазами
- Обеспечение взаимозаменяемости DIN/ISO/SAE
Технические характеристики
Наименование продукции
Плоские шайбы / Простые шайбы / Стандартные плоские шайбы / Плоские металлические шайбы
Стандарты
DIN 125 (обычные), DIN 9021 (большой наружный диаметр / крыльевые), DIN 433 (малый наружный диаметр), ISO 7089 (нормальные), ISO 7090 (с фаской), ISO 7093 (большая серия), ANSI B18.22.1, SAE плоские шайбы (узкие), USS плоские шайбы (широкие)
Марки материалов
Углеродистая сталь, легированная сталь, Нержавеющая сталь 304 (A2), Нержавеющая сталь 316 (A4), латунь (по запросу)
Классы / Твёрдость
Стандартная коммерческая; Закалённые шайбы доступны (например, HV 140 / HV 200 / HV 300) в зависимости от нагрузки и применения
Диапазон диаметров
Метрическая: типичная M3–M30 (и больше по запросу). Дюймовые: стандартные #6–1″ и выше (серия SAE/USS)
Поверхностная обработка
Без покрытия, Цинковое покрытие, Чёрное оксидирование, Горячее цинкование (HDG), пассивация для нержавеющей стали
Сертификаты
ISO 9001:2015, декларации RoHS/REACH по запросу, EN 10204 3.1 сертификаты на материал доступны для контролируемых партий
1: Усадка поверхности → преднатяг снижается после затяжки
Что происходит: На алюминии, древесине, литых чугунных оболочках, деталях с порошковым покрытием или более мягком листе локальное контактное давление превышает несущую способность поверхности. Соединение “проседает”, теряя усилие затяжки.
Решение с шайбой: Правильно подобранная шайба увеличивает опорную площадь, снижая контактное напряжение и уменьшая потерю преднатяга из-за вдавливания. Для очень мягких поверхностей рассмотрите большой наружный диаметр (DIN 9021 / ISO 7093).
2: Повреждение покрытия и фреттинг в эксплуатации
Что происходит: Вибрация или термические циклы могут вызывать микропроскальзывание под головкой/гайкой, истирая покрытия и ускоряя начало коррозии.
Решение с шайбой: Шайбы служат в качестве расходуемой, заменяемой контактной поверхности. Для конструкций, критичных к коррозии, подбирайте покрытие (например, цинк/горячее цинкование) в соответствии с системой и избегайте пар разнородных металлов с высоким риском гальванической коррозии.
3: “Ложный момент” из-за плохих условий опоры
Что происходит: Затяжка против шероховатой/окрашенной поверхности или паза может создавать неоднородное трение и разброс в достигнутом преднатяге.
Решение с шайбой: Шайбы обеспечивают более равномерную опорную поверхность, улучшая повторяемость соотношения момент–преднатяг. Если контроль преднатяга критичен, укажите условия затяжки (сухая/смазанная) и проверьте коэффициент K в испытаниях.
4: Геометрия отверстия и вытягивание тонкого листа
Что происходит: Тонкий лист вокруг отверстий с зазором может деформироваться или вытягиваться под нагрузкой, особенно при широких пазах.
Решение с шайбой: Шайбы увеличенные (DIN 9021 / “penny washers” UK) распределяют нагрузку на значительно большую площадь, чтобы снизить риск вырывания.
Примерные таблицы ниже иллюстрируют распространённые серии. Окончательные размеры следует подтверждать по требуемому изданию стандарта и классу допуска.
A) ISO 7089 / DIN 125 (Нормальная серия) — пример
| Номинальный d (для болта) | Внутренний диаметр шайбы (d1) | Наружный диаметр шайбы (d2) | Толщина (s) |
|---|---|---|---|
| M6 | 6.4 | 12 | 1.6 |
| M8 | 8.4 | 16 | 1.6 |
| M10 | 10.5 | 20 | 2.0 |
| M12 | 13.0 | 24 | 2.5 |
| M16 | 17.0 | 30 | 3.0 |
B) DIN 9021 / ISO 7093 (Большой наружный диаметр / Серия увеличенных) — пример
| Номинальный d (для болта) | Внутренний диаметр шайбы (d1) | Наружный диаметр шайбы (d2) | Толщина (s) |
|---|---|---|---|
| M6 | 6.4 | 18 | 1.6 |
| M8 | 8.4 | 24 | 2.0 |
| M10 | 10.5 | 30 | 2.5 |
| M12 | 13.0 | 37 | 3.0 |
| M16 | 17.0 | 50 | 4.0 |
Как быстро подобрать (инженерные проверки)
Если основной материал мягкий или имеет пазы: отдавайте приоритет большему наружному диаметру.
Если усилие затяжки высокое (конструкционные/высокопрочные болты): укажите закалённые шайбы чтобы предотвратить деформацию (выгибание) и вдавливание шайбы.
Если требования к классу коррозионной стойкости высоки: согласуйте покрытие с системой (например, HDG с болтами/гайками HDG).
Момент затяжки, преднатяг и контроль трения
Шайба изменяет трение в опорном контакте; для контролируемого преднатяга определите условия затяжки (сухая vs слегка смазанная) и проверьте момент в испытаниях.
В сборках из нержавеющей стали рассмотрите смазку для снижения риска заедания; неконтролируемое заедание может разрушить резьбу до достижения целевого преднатяга.
Твёрдость шайбы должна соответствовать классу прочности болта и контактному давлению
Для высоких усилий затяжки (например, в высокопрочных соединениях) мягкие шайбы могут деформироваться (выгибаться), что приводит к потере преднатяга. Укажите упрочнённые плоские шайбы (HV 200/HV 300) где высокое напряжение смятия.
Совместимость по зазору отверстия (ISO 273)
Убедитесь, что внутренний диаметр шайбы обеспечивает зазор под стержень болта и возможное утолщение покрытия, сохраняя центровку. Чрезмерный зазор увеличивает риск смещения шайбы в продолговатых отверстиях.
Дисциплина сборки (шайбы + фиксация)
Простые шайбы распределяют нагрузку; они не не обеспечивают фиксацию сами по себе. Если существует известный риск ослабления от вибрации, комбинируйте с подходящим методом фиксации (например, самоконтрящиеся гайки, фиксатор резьбы, фланцевые конструкции с зубьями) и проверяйте испытаниями.
Коррозия и гальванические соображения
Смешивание нержавеющих шайб с крепежом из углеродистой стали (или наоборот) может ускорить коррозию в агрессивных средах. Для наружного применения согласуйте систему материалов или добавьте защитные покрытия и стратегию изоляции.
Сопутствующие продукты
Часто задаваемые вопросы
Какова цель использования плоской шайбы?
Плоская шайба распределяет нагрузку под головкой болта или гайкой, чтобы уменьшить повреждение поверхности и потерю преднатяга. Она помогает предотвратить вдавливание в более мягкие материалы и улучшает равномерность затяжки.
В чём разница между плоскими шайбами DIN 125 и DIN 9021?
DIN 125 — это шайба нормального наружного диаметра, а DIN 9021 — шайба увеличенного наружного диаметра (фендерная). DIN 9021 обычно выбирают для тонкого листового материала, продолговатых отверстий или мягких оснований, чтобы снизить риск вырывания.
Когда следует указывать закалённые плоские шайбы (HV 200 / HV 300)?
Усиленные плоские шайбы применяются при высоких усилиях затяжки и напряжениях смятия, когда мягкая шайба может деформироваться или вдавливаться. Они распространены в тяжёлых соединениях и высокопрочном крепеже, где важен сохранение преднатяга.
Взаимозаменяемы ли плоские шайбы SAE и USS?
Не всегда — шайбы SAE обычно имеют меньший наружный диаметр, в то время как шайбы USS шире. Следует подбирать серию в соответствии с требованиями чертежа и проверять наружный диаметр/внутренний диаметр/толщину перед заменой.
Предотвращают ли плоские шайбы ослабление при вибрации?
Нет, обычная плоская шайба не является фиксирующим устройством. Она улучшает условия опоры и распределение нагрузки, но для вибростойкости обычно требуется метод фиксации, такой как самоконтрящиеся гайки, фиксатор резьбы или фланцевые компоненты с зубцами.