Шайба плоская М20: геометрия, сортамент и механические свойства
Шайба плоская М20 крепёжный элемент, предназначенный для распределения нагрузки под гайку или головку болта при сборке резьбовых соединений с номинальным диаметром резьбы 20 мм. Внутренний диаметр (d) такой шайбы составляет 21,0 мм, что обеспечивает свободную посадку на стержень крепежа с полем допуска 6g/6e. Наружный диаметр (D) и толщина (s) регламентируются ГОСТ 11371-78 и зависят от исполнения нормального (Н) или увеличенного (У).
Для нормального исполнения шайбы плоской М20 наружный диаметр равен 37,0 мм, толщина 3,0 мм. Увеличенное исполнение (шайба М20 усиленная) имеет D = 50,0 мм и s = 4,0 мм. Выбор типоразмера определяется величиной опорной поверхности гайки и прочностью материала соединяемых деталей. Применение шайбы с недостаточным наружным диаметром приводит к смятию кромки отверстия и падению усилия затяжки.
Материалы и классы прочности
Шайбы плоские М20 изготавливаются из углеродистых и легированных сталей, а также коррозионно-стойких сплавов. Класс прочности шайбы должен соответствовать классу прочности болта или шпильки. Для соединений с болтами класса 8.8 применяются шайбы с твёрдостью от 200 до 280 HV. Для высоконагруженных узлов (класс 10.9) используются шайбы с твёрдостью от 300 до 370 HV, прошедшие объёмную закалку и отпуск.
- Сталь 10, 20 (ГОСТ 1050-88) для нормальных условий эксплуатации, твёрдость от 100 до 200 HV.
- Сталь 40Х (ГОСТ 4543-71) для соединений с повышенной несущей способностью, твёрдость от 250 до 350 HV.
- Сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72) для агрессивных сред и пищевого оборудования, коррозионная стойкость в средах с pH от 4 до 10.
- Оцинкованная сталь (Zn 612 мкм) для защиты от атмосферной коррозии в условиях умеренного климата.
Применение в узлах и механизмах
Шайба плоская М20 используется в машиностроении, строительстве металлоконструкций, мостостроении и энергетике. Типовые узлы применения:
- Фланцевые соединения трубопроводов с условным проходом от DN 50 до DN 150.
- Крепление опорных плит колонн и стоек к фундаментным болтам.
- Сборка корпусов редукторов и насосов, где требуется равномерное обжатие прокладок.
- Крепление кронштейнов и консолей к несущим балкам.
При монтаже ответственных конструкций (крановые пути, подкрановые балки) шайба М20 обязательна к установке под каждую гайку для предотвращения пластической деформации опорной поверхности. В вибронагруженных узлах рекомендуется применять шайбу М20 увеличенного исполнения (504 мм) в паре с пружинной шайбой (гровером) для компенсации релаксации напряжений.
Сравнение исполнений шайбы плоской М20
| Исполнение | Внутренний диаметр d, мм | Наружный диаметр D, мм | Толщина s, мм | Масса 1000 шт., кг |
|---|---|---|---|---|
| Нормальное (Н) | 21,0 | 37,0 | 3,0 | 15,4 |
| Увеличенное (У) | 21,0 | 50,0 | 4,0 | 42,8 |
| Тонкое (Т) | 21,0 | 37,0 | 2,0 | 10,3 |
Вопросы и ответы
Чем отличается шайба плоская М20 от шайбы М20 усиленной?
Усиленная шайба М20 (исполнение У) имеет увеличенный наружный диаметр 50 мм вместо 37 мм, и толщину 4 мм вместо 3 мм. Она применяется для распределения нагрузки на более мягкие материалы (алюминий, пластик) или при высоких моментах затяжки.
Какой допуск на внутренний диаметр шайбы М20?
По ГОСТ 11371-78 внутренний диаметр шайбы М20 составляет 21,0 мм с допуском по H14 (от 21,0 до 21,52 мм). Это обеспечивает свободную посадку на резьбу М20 с полем допуска 6g.
Можно ли использовать шайбу М20 под болт класса прочности 10.9?
Да, при условии, что твёрдость шайбы составляет не менее 300 HV. Рекомендуется применять шайбы из стали 40Х или 35ХГСА с термообработкой до твёрдости от 300 до 370 HV.
Какую шайбу М20 выбрать для крепления к деревянной балке?
Для деревянных конструкций применяется шайба М20 увеличенного исполнения (504 мм) из оцинкованной стали. Увеличенная опорная поверхность предотвращает вдавливание гайки в древесину при усадке.