Таблицы размеров плоских шайб (размеры), типы, материалы, применение, расчет веса

Скромная плоская шайба — это вездесущий, но часто упускаемый из виду металлический компонент, используемый в бесчисленных механических узлах. Несмотря на простоту конструкции, плоские шайбы выполняют важные функции, которые повышают производительность и долговечность болтовых соединений. Правильно выбранные и установленные шайбы могут стабилизировать головки болтов, равномерно распределять зажимные нагрузки, предотвращать повреждение сопряженных деталей и действовать как стопорные шайбы для предотвращения ослабления. В этом руководстве представлен обзор плоских шайб, включая их основные цели, распространенные материалы и отделку, стандартные спецификации размеров, разнообразие доступных типов и как рассчитать их вес. Понимание того, как и когда применять шайбы, позволяет инженерам и техникам максимально повысить эффективность применения болтовых креплений.

Что такое плоская шайба?

Обычно термин «посадочная поверхность (шайба)» относится к плоской шайбе. Когда диаметр отверстия сопрягаемого материала больше, чем винт, посадочная поверхность головки винта становится шире с плоской шайбой, улучшая контакт с сопрягаемым материалом и стабилизируя головку винта. Поскольку она прижимает элемент на большой площади, она также служит стопорной шайбой. Плоские шайбы специального размера представляют собой серию, которая имеет разработанные спецификации, позволяющие более широкий выбор внешних диаметров и толщин по сравнению с обычными плоскими шайбами (плоскими шайбами). Их также называют круглыми шайбами или простыми шайбами.

Характеристики плоских шайб:

Плоские шайбы (шайбы) помещаются между затягиваемыми деталями, такими как небольшие винты или болты во время затягивания. Помимо железа и нержавеющей стали, также доступны такие материалы, как резина, силикон и пластик. Они обладают эффектом предотвращения повреждения материалов и улучшения герметичности. Обычно термин «шайба» относится к этой плоской шайбе.

При более внимательном рассмотрении металлические плоские шайбы имеют слегка различающиеся формы на двух своих поверхностях (хотя официального различия между передней и задней частью нет). Некоторые шайбы, такие как резаные шайбы и шайбы из смолы, имеют одинаковую форму с обеих сторон.

Не существует строгого правила относительно того, какую сторону следует располагать по направлению к детали, но более гладкая, эстетически более приятная «лицевая» сторона часто размещается обращенной наружу, где она лучше видна.

Каково назначение плоской шайбы?

Плоские шайбы (шайбы) используются в разных местах и являются компонентами, которые многие знают, но удивительно, что многие люди на самом деле не знают их настоящей роли. При наличии только поверхности седла винта площадь контакта становится небольшой, поэтому сила затяжки на единицу площади становится слишком большой, что приводит к повреждению поверхности контакта. Расширяя площадь с той же силой затяжки, давление может быть рассредоточено, чтобы предотвратить повреждение поверхности контакта. Можно сказать, что это не нужно для постоянного использования, но для целей разборки или там, где сопрягаемая поверхность представляет собой мягкий материал, вставка плоской шайбы повышает долговечность.

Применение плоских шайб

Вот для чего используется плоская шайба:

Предотвращают попадание головки болта или гайки в отверстия или пазы деталей, а также стабилизируют посадочное место, если диаметр отверстия больше диаметра болта.
Предотвращение повреждения материалов
Выполняют функцию стопорных шайб (увеличивают трение с шайбой для лучшей фиксации), прижимая деталь по широкой поверхности.
Скрыть отверстия снизу
Используется для вышеуказанных целей. Плоские шайбы также используются для стабилизации седла, когда отверстия больше головки болта, чтобы предотвратить выпадение болтов или винтов.
Шайбы × Смолы также используются для изоляции и улучшения гидроизоляции и герметичности!

Материалы для плоских шайб

Также используются плоские шайбы из неметаллических материалов, таких как резина, силикон и смола. Роль плоских шайб из этих материалов отличается от металлических — они используются для улучшения герметичности или защиты деталей от повреждений. Вот основные материалы шайб:

Утюг
Латунь
Нержавеющая сталь
Алюминий
Титан
SUS316L
ZAM
SUS329J4L

Покрытие и отделка поверхности плоской шайбы

голый
Chrome
Трехвалентный хром
Трехвалентный черный хром
Никель
Chrome
Дакро
SUS черный
Черный никель
рябить
Диомет
Трехвалентный стенокоат
дата рождения
Паркер
Черный хром
И т.д.

Типы и характеристики плоских шайб

На самом деле существует очень много типов плоских шайб, включая те, которые имеют специальные размеры. В общем обращении существуют общие спецификации и спецификации ISO, и они далее делятся на большие шайбы и маленькие шайбы с тонкими различиями в размерах. Однако, если только это не является абсолютно необходимым, общие стандарты и спецификации ISO, как правило, не различают продукты только по размерам. Учитывая, что спецификации ISO являются более новыми стандартами и будут иметь большее распространение в будущем, может быть лучше стандартизироваться на основе спецификаций ISO при рассмотрении будущего.

Размеры плоской шайбы

Номинальный диаметр шайбы		M2	M3	M4	M5	M6	M8	M10
Внутренний диаметр		2.2	3.2	4.3	5.3	6.4	8.4	10.5
Внешний диаметр	Маленькая серия	4.5	6	8	9	11	15	18
	Параллельная серия	5	7	9	10	12	16	20
	Большая серия	6	9	12	15	18	24	30
Толщина	Маленькая серия	0.3	0.5	0.5	1	1.6	1.6	1.6
	Параллельная серия	0.3	0.5	0.5	1	1.6	1.6	1.6
	Большая серия	0.5	0.8	1	1.2	1.6	2	2.5

Таблица размеров плоских шайб (спецификации ISO)

ISO (Международная организация по стандартизации) определяет стандартные размеры плоских шайб. Стандарты ISO для плоских шайб включают ISO 7089, ISO 7090 и другие, которые охватывают плоские шайбы из стали с фаской или без нее. Следующая таблица содержит типичные размеры плоских шайб ISO, но обратите внимание, что фактические размеры могут отличаться, и могут быть дополнительные размеры, не указанные здесь.

Таблица размеров плоских шайб ISO (метрическая система – ММ)

Обозначение ISO	Номинальный размер	Внутренний диаметр (ВД)	Внешний диаметр (НД)	Толщина (T)
ISO 7089 / 7090	M2	2.2	5	0.3
ISO 7089 / 7090	M2.5	2.7	6	0.5
ISO 7089 / 7090	M3	3.2	7	0.5
ISO 7089 / 7090	M4	4.3	9	0.8
ISO 7089 / 7090	M5	5.3	10	1
ISO 7089 / 7090	M6	6.4	12	1.6
ISO 7089 / 7090	M8	8.4	16	1.6
ISO 7089 / 7090	M10	10.5	20	2
ISO 7089 / 7090	M12	13	24	2.5
ISO 7089 / 7090	M14	15	28	2.5
ISO 7089 / 7090	M16	17	30	3
ISO 7089 / 7090	M20	21	37	3
ISO 7089 / 7090	M24	25	44	4
ISO 7089 / 7090	M30	31	56	4
ISO 7089 / 7090	M36	37	66	5

Стандарты ISO 7089 и ISO 7090 имеют небольшие различия. ISO 7089 относится к плоским шайбам без фаски, а ISO 7090 — к плоским шайбам с фаской. Размеры, указанные в таблице, в целом применимы к обоим типам, если иное не указано в стандарте.

Эти размеры являются ориентировочными и широко используются в машиностроении, но для точных спецификаций и дополнительных размеров следует обратиться к документам стандартов ISO. Кроме того, для критических инженерных применений всегда проверяйте, что выбран правильный класс шайбы в соответствии с требованиями к материалу, твердости и другим физическим свойствам.

Таблицы размеров плоских шайб также могут классифицировать шайбы по стандартным размерам (например, метрические или имперские), типам материалов (например, нержавеющая сталь, латунь и т. д.) и конкретным случаям использования или стандартам (например, автомобильная, аэрокосмическая и т. д.). Ниже приведена таблица, в которой перечислены общие размеры плоских шайб в соответствии с имперской и метрической системами:

Таблица размеров плоских шайб Imperial (дюймы)

Размер	Внутренний диаметр (ID)	Внешний диаметр (OD)	Толщина
#6	0.149	0.375	0.031
#8	0.174	0.375	0.031
#10	0.203	0.437	0.032
1 / 4 "	0.281	0.625	0.065
5 / 16 "	0.344	0.688	0.065
3 / 8 "	0.406	0.812	0.065
7 / 16 "	0.469	0.922	0.065
1 / 2 "	0.531	1.062	0.083
5 / 8 "	0.656	1.312	0.083
3 / 4 "	0.812	1.469	0.108
7 / 8 "	0.938	1.750	0.108
1 "	1.062	2.000	0.108

Таблица размеров метрических плоских шайб (ММ)

Размер	Внутренний диаметр (ID)	Внешний диаметр (OD)	Толщина
M2	2.2	5	0.3
M2.5	2.7	6	0.5
M3	3.2	7	0.5
M4	4.3	9	0.8
M5	5.3	10	1
M6	6.4	12	1.6
M8	8.4	16	1.6
M10	10.5	20	2
M12	13	24	2.5
M14	15	28	2.5
M16	17	30	3
M20	21	37	3
M24	25	44	4

Обратите внимание, что фактические размеры шайб могут немного отличаться в зависимости от производителя и стандарта, по которому они изготовлены (например, ASTM, SAE, USS, DIN и т. д.).

Калькулятор веса плоской шайбы

Расчет веса плоской шайбы требует знания ее размеров и материала, из которого она сделана. Вес можно рассчитать по следующей формуле:

Вес = Объем × Плотность

Объем шайбы можно найти, вычислив объем цилиндра (как если бы это был сплошной диск) и вычтя объем внутреннего отверстия:

Объем = π × (Внешний радиус² – Внутренний радиус²) × Толщина

Вот пошаговое руководство по расчету веса плоской шайбы:

Измерьте размеры шайбы:
Наружный диаметр (НД)
Внутренний диаметр (ВД)
Толщина (T)
Рассчитайте радиусы:
Внешний радиус (R_out) = OD / 2
Внутренний радиус (R_in) = ID / 2
Рассчитайте объем в кубических метрах (или в любой другой единице объема):
Объем (V) = π × (R_out² – R_in²) × T
Определите плотность материала в кг/м³ (или любую единицу массы на единицу объема):
Например, плотность стали составляет примерно 7850 кг/м³.
Рассчитайте вес плоской шайбы:
Вес (W) = Объем × Плотность

Эта формула предполагает, что шайба плоская, однородная, без существенных изменений толщины или плотности.

Вот пример расчета для стальной шайбы:

Внешний диаметр (OD): 20 мм
Внутренний диаметр (ВД): 10 мм
Толщина (Т): 2 мм
Плотность стали (ρ): 7850 кг/м³

Сначала переведите размеры в метры (если ваши размеры еще не в метрах):

R_out = 20 мм / 2 = 10 мм = 0.01 м
R_вх = 10 мм / 2 = 5 мм = 0.005 м
Т = 2 мм = 0.002 м

Теперь посчитаем объем:

V = π × (0.01² – 0.005²) × 0.002 м³
V = π × (0.0001 – 0.000025) × 0.002 м³
V = π × 0.000075 × 0.002 м³
V ≈ 3.14 × 0.000075 × 0.002 м³
V ≈ 0.00000047 м³

Наконец, рассчитайте вес:

W = V × ρ
W = 0.00000047 м³ × 7850 кг/м³
W ≈ 0.003689 кг или 3.689 грамма

Вес шайбы составляет примерно 3.689 грамма.

Обратите внимание, что на практике вам нужно убедиться, что ваша плотность указана в правильных единицах, соответствующих вашим единицам объема, чтобы расчет веса был точным. Кроме того, точность рассчитанного веса зависит от точности исходных измерений и точной плотности материала.

Facebook LinkedIn Твитнуть