Każdy mechanik ich używał, jednak większość nie wie, ile jest rodzajów podkładek, z jakich materiałów są wykonane i jak prawidłowo je stosować. Przez lata otrzymywaliśmy wiele pytań dotyczących podkładek, więc artykuł techniczny zawierający informacje na temat tych urządzeń był już dawno potrzebny.

Niedawno omówiliśmy sztukę wytwarzania wysokowydajnych elementów złącznych w firmie Automotive Racing Products, Inc. (ARP), szczegółowo omawiając nakrętki i śruby tego tematu. Nadszedł czas, aby okazać szacunek elementowi złącznemu, który często jest uważany za coś oczywistego, czyli skromnej podkładce.

W kolejnych akapitach omówimy, czym są podkładki, jakie są rodzaje podkładek, do czego służą, jak są wykonane, gdzie i kiedy ich używać – a nawet omówimy, czy podkładki są kierunkowe, czy nie.

Ogólnie rzecz biorąc, podkładka to po prostu płytka w kształcie dysku, przypominająca opłatek, z otworem pośrodku. Choć projekt może wydawać się prymitywny, podkładki w rzeczywistości stanowią skomplikowane zadanie. Są powszechnie używane do rozkładania obciążenia gwintowanego elementu złącznego, takiego jak śruba lub śruba z łbem walcowym.

Można ich również używać jako elementów dystansowych — lub w niektórych przypadkach — jako podkładki ścieralnej, urządzenia blokującego, a nawet do redukcji wibracji — jak gumowa podkładka. Podstawowa konstrukcja podkładki ma średnicę zewnętrzną dwukrotnie większą niż średnica wewnętrzna podkładki.

Zwykle wykonane z metalu, podkładki mogą być również wykonane z tworzywa sztucznego lub gumy – w zależności od zastosowania. W maszynach wysokiej jakości połączenia śrubowe wymagają podkładek ze stali hartowanej, aby zapobiec wgnieceniom powierzchni połączeń. Nazywa się to Brinellingiem. Te małe wgniecenia mogą ostatecznie doprowadzić do utraty napięcia wstępnego łącznika, drgań lub nadmiernych wibracji. W miarę utrzymywania się tego stanu ruchy te mogą przyspieszyć i prowadzić do innego zużycia, które często określa się jako odpryskiwanie lub zacieranie.

Podkładki pomagają również zapobiegać korozji galwanicznej, która występuje, gdy niektóre metale stykają się ze sobą. Jeden metal pełni rolę anody, a drugi katody. Aby spowolnić lub zapobiec temu procesowi od początku, pomiędzy śrubą lub nakrętką a łączonym metalem stosuje się podkładkę.

Oprócz równomiernego rozłożenia nacisku na zabezpieczaną część i zmniejszenia ryzyka uszkodzenia części, podkładki zapewniają również gładką powierzchnię nakrętki lub śruby. Dzięki temu mocowane połączenie jest mniej podatne na poluzowanie w porównaniu z nierówną powierzchnią mocowania.

Istnieją specjalne podkładki zaprojektowane w celu zapewnienia uszczelnienia, punktu uziemienia elektrycznego, wyrównania łącznika, utrzymania łącznika w niewoli, izolacji lub zapewnienia nacisku osiowego na złącze. Te specjalne podkładki omówimy pokrótce w poniższym tekście.

Widzieliśmy także kilka sposobów niewłaściwego użycia podkładek jako części połączenia mocowanego. Było wiele przypadków, w których mechanicy drzew cieniowych używali śrub lub nakrętek o średnicy zbyt małej w stosunku do łączonej części. W takich przypadkach podkładka ma średnicę wewnętrzną pasującą do śruby, ale nie pozwala na przesuwanie łba śruby lub nakrętki przez otwór łączonego elementu. To błaganie o kłopoty i nigdy nie powinno się tego podejmować w żadnym samochodzie wyścigowym.

Częściej mechanicy użyją śruby, która jest za długa, ale brakuje jej wystarczającej liczby gwintów, co uniemożliwia dokręcenie złącza. Należy również unikać układania kilku podkładek na trzonku jako elementu dystansowego do momentu dokręcenia nakrętki. Wybierz odpowiednią długość śruby. Niewłaściwe użycie podkładek może prowadzić do uszkodzeń lub obrażeń.

Ogólnie rzecz biorąc, obecnie na świecie produkowanych jest kilka rodzajów podkładek. Niektóre są specjalnie przeznaczone do stosowania na złączach drewnianych, inne zaś do celów hydraulicznych. Jeśli chodzi o potrzeby motoryzacyjne, specjalista ds. badań i rozwoju ARP, Jay Coombes, mówi nam, że w konserwacji samochodów stosuje się tylko pięć typów. Występuje w postaci zwykłej podkładki (lub podkładki płaskiej), podkładki błotnika, podkładki dzielonej (lub podkładki zabezpieczającej), podkładki gwiazdowej i podkładki wkładanej.

Co ciekawe, w ogromnej ofercie elementów złącznych ARP nie znajdziesz podkładki dzielonej. „Są przydatne przede wszystkim w przypadku elementów złącznych o małej średnicy w warunkach małego obciążenia” – wyjaśnił Coombes. ARP koncentruje się na wysokowydajnych elementach złącznych wyścigowych, które działają w warunkach większego obciążenia. Istnieją warianty tego typu podkładek, które służą konkretnym celom, jak zwykła podkładka z ząbkami na spodzie.

Preferowanym środkiem pośredniczącym pomiędzy łbem śruby (lub nakrętki) a mocowanym przedmiotem jest podkładka płaska. Jego głównym celem jest rozłożenie obciążenia dokręconego łącznika, aby zapobiec uszkodzeniu powierzchni łączenia. „Jest to szczególnie ważne w przypadku komponentów aluminiowych” – mówi Coombes.

Amerykański Narodowy Instytut Normalizacyjny (ANSI) przedstawił zestaw norm do użytku ogólnego, w przypadku podkładek gładkich przewidziano dwa typy. Typ A definiuje się jako podkładkę o szerokich tolerancjach, w przypadku których precyzja nie jest krytyczna. Typ B to płaska podkładka o węższych tolerancjach, gdzie średnice zewnętrzne są klasyfikowane jako wąskie, regularne lub szerokie w zależności od odpowiednich rozmiarów śrub (średnica wewnętrzna).

Jak wspomnieliśmy wcześniej, podkładki są bardziej skomplikowane niż proste wyjaśnienia od jednej organizacji. W rzeczywistości jest ich kilka. Stowarzyszenie Inżynierów Motoryzacyjnych (SAE) klasyfikuje podkładki gładkie pod względem grubości materiału i mniejszych średnic wewnętrznych i zewnętrznych w porównaniu do definicji podkładek płaskich organizacji United States Standards (USS).

Normy USS to standardy podkładek calowych. Organizacja ta charakteryzuje średnicę wewnętrzną i zewnętrzną podkładki, aby pomieścić grubsze lub większe gwinty śrub. Podkładki USS są często używane w zastosowaniach motoryzacyjnych. Biorąc pod uwagę trzy organizacje określające trzy różne standardy dla podkładek gładkich, oczywiste jest, że podkładki są bardziej skomplikowane, niż ktokolwiek mógłby sądzić po ich prostym wyglądzie.

Według Coombesa z ARP: „Rozmiar i jakość samej pralki zasługują na dokładne rozważenie. Powinien mieć wystarczającą grubość i rozmiar, aby prawidłowo rozłożyć obciążenie. Coombes dodaje: „Bardzo ważne jest również, aby podkładka była szlifowana równolegle i idealnie płaska w przypadku kluczowych zastosowań, w których występują większe obciążenia momentem obrotowym. Wszystko inne może powodować nierówne ładowanie wstępne.”

Są to podkładki posiadające bardzo dużą średnicę zewnętrzną w stosunku do otworu centralnego. Ma również za zadanie rozkładać siłę docisku, jednak ze względu na większy rozmiar obciążenie rozkłada się na większą powierzchnię. Przez wiele lat podkładki te służyły do ​​mocowania błotników do pojazdów, stąd nazwa. Podkładki błotników mogą mieć większą średnicę zewnętrzną, ale zazwyczaj są wykonane z cienkiego materiału.

Podkładki dzielone mają elastyczność osiową i służą do zapobiegania poluzowaniu na skutek wibracji. Zdjęcie ze strony www.amazon.com.

Podkładki dzielone, zwane także podkładkami sprężystymi lub zabezpieczającymi, charakteryzują się elastycznością osiową. Stosowane są w celu zapobiegania poluzowaniu na skutek wibracji. Koncepcja podkładek dzielonych jest prosta: działają jak sprężyna, wywierając nacisk na mocowany przedmiot oraz łeb śruby lub nakrętki.

ARP nie produkuje tych podkładek, ponieważ większość elementów złącznych odgrywających kluczową rolę w silniku, układzie napędowym, podwoziu i zawieszeniu jest dokręcana określonym momentem obrotowym, z zastosowaniem odpowiedniej siły zaciskania. Prawdopodobieństwo poluzowania łącznika bez użycia narzędzia jest niewielkie lub żadne.

Większość inżynierów zgadza się, że podkładka sprężysta – po dokręceniu z większym momentem – będzie się w pewnym stopniu rozciągać. Kiedy tak się stanie, podkładka dzielona straci napięcie i może nawet zakłócić dokładne napięcie wstępne mocowanego złącza.

Podkładki gwiazdowe mają ząbki, które rozciągają się promieniowo do wewnątrz lub na zewnątrz, wbijając się w powierzchnię podłoża i zapobiegając poluzowaniu się łącznika. Zdjęcie ze strony www.amazon.com.

Podkładki gwiazdowe służą prawie temu samemu celowi, co podkładki dzielone. Mają za zadanie zapobiegać poluzowaniu się elementu złącznego. Są to podkładki z ząbkami rozciągającymi się promieniowo (do wewnątrz lub na zewnątrz), aby wgryźć się w powierzchnię elementu. Z założenia mają one „wbijać się” w łeb/nakrętkę śruby i podłoże, aby zapobiec poluzowaniu się łącznika. Podkładki gwiazdowe są zwykle używane z mniejszymi śrubami i wkrętami związanymi z elementami elektrycznymi.

Zapobieganie obrotowi, a tym samym wpływanie na dokładność napięcia wstępnego, skłoniło firmę ARP do wyprodukowania specjalnych podkładek ząbkowanych od spodu. Chodzi o to, aby trzymały przyczepiany przedmiot i zapewniały stabilną platformę.

Kolejną specjalną podkładką produkowaną przez ARP jest podkładka wkładana. Zostały zaprojektowane w celu ochrony górnej części otworów, aby zapobiec zatarciu lub zapadnięciu się górnej części otworu. Typowe zastosowania obejmują głowice cylindrów, elementy podwozia i inne obszary o wysokim zużyciu, które wymagają podkładki.

Należy pamiętać, że smarowanie odgrywa kluczową rolę w dokładnym naprężeniu wstępnym. Oprócz nałożenia smaru na gwint elementu złącznego, zaleca się nałożenie niewielkiej ilości smaru na spód łba śruby (lub nakrętki) lub na górę podkładki. Nigdy nie smaruj spodniej strony podkładki (chyba, że ​​instrukcja montażu mówi inaczej), ponieważ nie chcesz, aby się obracała.

Zwracanie uwagi na prawidłowe użycie podkładek i smarowanie jest czymś, co zasługuje na uwagę wszystkich zespołów wyścigowych.

Stwórz swój własny, niestandardowy biuletyn z treściami, które lubisz od Chevy Hard, bezpośrednio do Twojej skrzynki odbiorczej, całkowicie ZA DARMO!

Co tydzień będziemy przesyłać Ci najciekawsze artykuły, aktualności, funkcje samochodów i filmy dotyczące Chevy Hardcor.

Obiecujemy, że nie będziemy używać Twojego adresu e-mail do celów innych niż ekskluzywne aktualizacje z sieci Power Automedia.