Podkładka (sprzęt)

Podkładka to cienka płytka (zwykle w kształcie dysku) z otworem (zwykle w środku), która jest zwykle używana do rozłożenia obciążenia gwintowanego łącznika, takiego jak śruba lub nakrętka. Inne zastosowania to przekładka, sprężyna (podkładka belleville, Podkładka Wave), podkładkę ścierną, urządzenie wskazujące napięcie wstępne, urządzenie blokujące oraz w celu zmniejszenia wibracji (gumowa podkładka). Podkładki zwykle mają średnicę zewnętrzną (OD) około dwa razy większą od ich średnicy wewnętrznej (ID).

Podkładki są zwykle metalowe lub plastikowe. Wysokiej jakości połączenia śrubowe wymagają podkładek ze stali hartowanej, aby zapobiec utracie obciążenia wstępnego z powodu Brinelingu po przyłożeniu momentu obrotowego.

Uszczelki z gumy lub włókna stosowane w kranach (lub kranach lub zaworach) w celu zatrzymania przepływu wody są czasami nazywane potocznie podkładkami; ale chociaż mogą wyglądać podobnie, podkładki i uszczelki są zwykle zaprojektowane do różnych funkcji i wykonane inaczej.

Podkładki są również ważne w zapobieganiu korozji galwanicznej, szczególnie w przypadku izolacji stali śruby z powierzchni aluminiowych.

Pochodzenie tego słowa jest nieznane; pierwsze odnotowane użycie tego słowa miało miejsce w 1346 r., jednak po raz pierwszy jego definicja została odnotowana w 1611 r. [1]

Rodzaj i forma

Podkładki można podzielić na trzy typy;

Zwykłe podkładki, które rozkładają obciążenie i zapobiegają uszkodzeniom mocowanej powierzchni lub zapewniają pewnego rodzaju izolację, np. Elektryczną
Podkładki sprężyste, które mają elastyczność osiową i służą do zapobiegania luzowaniu się mocowania na skutek wibracji
Podkładki blokujące, które zapobiegają poluzowaniu się mocowania, uniemożliwiając odkręcenie obrotu urządzenia mocującego; podkładki zabezpieczające są zwykle również podkładkami sprężystymi.

Amerykański Narodowy Instytut Normalizacyjny (ANSI) zapewnia standardy do ogólnego użytku Płaskie podkładki. Typ A to seria stalowych podkładek o szerokich tolerancjach, gdzie precyzja NIE jest krytyczna. Typ B to seria płaskich podkładek z zawężonymi tolerancjami, w których średnice zewnętrzne są klasyfikowane jako „wąskie”, „zwykłe” lub „szerokie” dla określonych rozmiarów śrub. [2]

„Typu” nie należy mylić z „formą” (ale często tak jest). British Standard for Metric Series Metal Washers (BS4320) napisany w 1968 roku ukuł termin „forma”. Formularze od A do D w przypadku Bright Metal oznaczają średnicę zewnętrzną i grubość. Można je podsumować jako -

Forma A: Normalna średnica, normalna grubość
Forma B: normalna średnica, niewielka grubość
Forma C: Duża średnica, normalna grubość
Forma D: duża średnica, niewielka grubość
Formy od E do G odnoszą się do czarnych metalowych podkładek.

Podkładki zwykłe

Podkładka zwykła (lub „podkładka płaska”) to płaski pierścień lub pierścień, często z metalu, używany do rozłożenia obciążenia śrubowego mocowania. Dodatkowo można zastosować zwykłą podkładkę, gdy otwór ma większą średnicę niż nakrętka mocująca. [3] [4]

Podkładka błotnika to płaska podkładka o szczególnie dużej średnicy zewnętrznej w stosunku do jej środkowego otworu. Są powszechnie używane do rozłożenia obciążenia na cienkich blachach, a ich nazwy pochodzą od ich zastosowania w błotnikach samochodowych. Mogą być również użyte do wykonania połączenia z otworem, który został powiększony przez rdzę lub zużycie.

Podkładka groszowa to płaska podkładka o dużej średnicy zewnętrznej w Wielkiej Brytanii. Nazwa pochodzi od wielkości starego grosza brytyjskiego. W Wielkiej Brytanii większość branż określa wszystkie duże podkładki OD jako podkładki groszowe, nawet jeśli średnica zewnętrzna jest dwukrotnie większa niż stara. Są używane w tych samych aplikacjach, co Podkładki błotników.

Podkładka kulista jest częścią nakrętki samonastawnej; jest to podkładka z jedną zaokrągloną powierzchnią, która jest przeznaczona do stosowania w połączeniu z dopasowaną nakrętką w celu skorygowania do kilku stopni niewspółosiowości między częściami.

Płyta kotwiąca lub podkładka ścienna to duża płyta lub podkładka połączona z prętem lub śrubą. Płyty kotwiące są stosowane na zewnętrznych ścianach budynków murowanych do wzmocnienia konstrukcji. Będąc widocznymi, wiele płyt kotwiących jest wykonanych w stylu, który jest dekoracyjny. [5]

Podkładka dynamometryczna jest używana w obróbce drewna w połączeniu ze śrubą wózka; ma kwadratowy otwór pośrodku, do którego pasuje kwadratowa śruba wózka. Zęby lub występy podkładki wbijają się w drewno, zapobiegając swobodnemu obracaniu się śruby podczas dokręcania nakrętki. [6]
Podkładki sprężyste i zabezpieczające

Podkładki talerzowe, znane również jako podkładki sprężyste stożkowe lub podkładki stożkowe, mają lekko stożkowy kształt, który po odkształceniu zapewnia siłę osiową.

Zakrzywiona sprężyna talerzowa jest podobna do sprężyny Belleville, z wyjątkiem tego, że podkładka jest zakrzywiona tylko w jednym kierunku, dlatego są tylko cztery punkty styku. W przeciwieństwie do podkładek Belleville, wywierają one jedynie niewielki nacisk. [7]

Podkładki Wave mają „falę” w kierunku osiowym, która po ściśnięciu zapewnia nacisk sprężyny. Podkładki faliste o porównywalnej wielkości nie wytwarzają tak dużej siły jak podkładki Belleville. W Niemczech są czasami używane jako podkładki zabezpieczające, jednak są mniej skuteczne niż inne opcje. [A] [8]

Podkładka dzielona lub podkładka sprężysta jest pierścieniem dzielonym w jednym punkcie i wygiętym w spiralny kształt. Powoduje to, że podkładka wywiera siłę sprężystą między łbem łącznika a podłożem, co powoduje, że podkładka mocno dotyka podłoża, a gwint śruby mocno dotyka nakrętki lub gwintu podłoża, tworząc większe tarcie i opór przy obracaniu. Mające zastosowanie normy to ASME B18.21.1, DIN 127B i amerykańska norma wojskowa NASM 35338 (dawniej MS 35338 i AN-935). [9] Podkładki sprężyste są śrubą lewoskrętną i pozwalają na dokręcenie gwintu tylko w kierunku prawostronnym, tj. W kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Po wykonaniu ruchu obrotowego w lewo podniesiona krawędź wgryza się w spód śruby lub nakrętki i część, do której jest przykręcona, uniemożliwiając w ten sposób obracanie się. Dlatego podkładki sprężyste są nieskuteczne w przypadku gwintów lewoskrętnych i powierzchni utwardzonych. Nie należy ich również stosować w połączeniu z płaską podkładką pod podkładką sprężystą, ponieważ zapobiega to wgryzaniu się podkładki sprężystej w element, który będzie się nie obracał. Tam, gdzie do mocowania dużego otworu w elemencie wymagana jest płaska podkładka, należy zastosować nakrętkę nyloc (wkładkę nylonową).

Zastosowanie i skuteczność Podkładki sprężyste był ostatnio przedmiotem debaty, a niektóre publikacje odradzają ich stosowanie ze względu na to, że gdy jest ciasna, podkładka płasko przylega do podłoża i nie daje większego oporu obrotowego niż zwykła podkładka przy tym samym momencie obrotowym. Naukowcy z NASA posunęli się nawet do stwierdzenia: „Podsumowując, tego typu zmywarka do zamków jest bezużyteczna do zamykania”. [10] [11] Jednak podkładka sprężysta będzie nadal utrzymywać śrubę w podłożu i utrzymywać tarcie po lekkim poluzowaniu, podczas gdy zwykła podkładka nie. [B]

Zębata podkładka zabezpieczająca, znana również jako podkładka ząbkowana lub podkładka gwiaździsta [8], ma ząbki, które rozciągają się promieniowo do wewnątrz lub na zewnątrz, wbijając się w powierzchnię łożyska. Ten typ podkładki jest szczególnie skuteczny jako podkładka zabezpieczająca, gdy jest używany do miękkiego podłoża, takiego jak aluminium lub tworzywo sztuczne [8], i może bardziej wytrzymać rotację niż zwykła podkładka na twardych powierzchniach, ponieważ występuje naprężenie między podkładką a powierzchnią. na znacznie mniejszym obszarze (zębach). Istnieją cztery typy: wewnętrzny, zewnętrzny, kombinowany i wpuszczany. Wewnętrzny styl ma ząbki wzdłuż wewnętrznej krawędzi podkładki, co sprawia, że ​​są bardziej estetyczne. [12] Styl zewnętrzny ma ząbki wokół zewnętrznej krawędzi, co zapewnia lepszą siłę trzymania ze względu na większy obwód. [13] Styl kombinowany ma ząbki na obu krawędziach, co zapewnia maksymalną siłę trzymania. [14] Łeb stożkowy jest przeznaczony do stosowania ze śrubami z łbem płaskim. [15]

Podkładki blokujące do zębów są również używane do łączenia uziemienia, w którym metalowy występ lub przedmiot musi być elektrycznie połączony z powierzchnią. Zęby podkładki przecinają powierzchniowe tlenki, farby lub inne wykończenia i zapewniają gazoszczelną ścieżkę przewodzącą. W takich zastosowaniach podkładka nie jest umieszczana pod łbem śruby (ani pod nakrętką), ale umieszczana jest między klejonymi powierzchniami. W takich zastosowaniach podkładka zębata nie zapewnia żadnych zabezpieczeń przeciwobrotowych. [16]

Podkładki zabezpieczające, przeciwnakrętki, przeciwnakrętki i płyn do zabezpieczania gwintów są sposobami zapobiegania wibracjom podczas poluzowania połączenia śrubowego.
Uszczelki

Termin `` podkładka '' jest często stosowany do różnych typów uszczelek, takich jak uszczelki stosowane do uszczelniania zaworu sterującego w kranach. Podkładki zgniatane są wykonane z miękkiego metalu, takiego jak aluminium lub miedź i służą do uszczelniania połączeń płynu lub gazu, takich jak te, które znajdują się w silniku spalinowym.

Podkładka kołnierzowa jest zwykłym typem podkładki z integralną cylindryczną tuleją; służą do oddzielania różnych rodzajów metali i jako uszczelki. [17] Termin ten jest również używany w odniesieniu do przelotek izolujących elektrycznie. [18]
Specjalistyczne typy

Nakrętka Keps lub K-lock to nakrętka ze zintegrowaną swobodnie obracającą się podkładką; montaż jest łatwiejszy, ponieważ podkładka jest uwięziona.

Podkładka cylindryczna to podkładka kołnierzowa używana w hydraulice do montażu kranów.

Izolująca podkładka kołnierzowa służy do elektrycznego odizolowania śruby montażowej od zabezpieczanej powierzchni. Często wykonane z nylonu, są również wykonane z teflonu, PEEK lub innych tworzyw sztucznych, aby wytrzymać wyższe temperatury.

Podkładka z kluczem ma klucz, który zapobiega obracaniu się i służy do blokowania dwóch nakrętek na miejscu, nie pozwalając, aby moment obrotowy przyłożony do górnej nakrętki spowodował również obrót dolnej nakrętki (na przykład w gwintowanym zestawie słuchawkowym na rowerze).