Зачем использовать шайбы в болтовых соединениях?

В статье Влияние смазки на передачу усилий при затяжке болтового соединения мы описали как трение в резьбе и под гайкой влияет на расчет момента затяжки и итоговую герметичность фланцевого соединения.

Неотъемлемой частью этой темы является использование шайб под головкой болта и гайкой. Шайбы являются неотъемлемой частью фланцевого соединения, так же как болты и гайки. В следующих пунктах мы объясним, почему это так.

Уменьшение трения под гайкой и головкой болта
благодаря шайбам можно определить точный коэффициент трения между шайбой и гайкой или головкой болта
определить зону контакта, в которой возникает трение при затяжке
предотвратить повреждение листов фланца при затяжке
благодаря шайбам можно устранить канавки или неровности, которые могут присутствовать на фланцах
шайбы обеспечивают равномерное распределение давления между фланцем и головкой гайки или болта

Между посадочной поверхностью головки болта (гайки) и фланцем есть участки, которые влияют на коэффициент трения. Эти поверхности могут быть изношены, подвержены коррозии или иным повреждениям. Таким образом, при использовании шайб поверхность четко определяется с точки зрения твердости и шероховатости.

Обычно считается, что одна треть общего трения в болтовом соединении происходит под гайкой, а остальные две трети - по резьбе.

При расчете момента затяжки необходимо также учитывать разброс значений трения в резьбе (µth) и под головкой болта или гайкой (µp). Увеличение разброса этих значений может привести к неравномерной затяжке болтового соединения.

При сборке болтового соединения необходимо следить за тем, чтобы поверхности гайки и шайбы были обработаны смазкой.

Рекомендуется использовать смазочные материалы, показатели трения (включая дисперсию) которых были измерены в соответствии с EN 16047. Это должны быть смазочные материалы, которые минимизируют трение в резьбе и тем самым снижают напряжение кручения болта. Этим требованиям хорошо отвечают сухие смазочные материалы, такие как запекаемый лак скольжения POWERtorque LF kote 450 (см. таблицу с коэффициентами трения в болтовом соединении).