ГОСТ 6402-70 — Шайбы пружинные (гровер): таблицы размеров всех четырёх типов

ГОСТ 6402-70 задаёт конструкцию, размеры и технические требования на пружинные шайбы (гроверы) для болтов, винтов и шпилек с диаметром резьбы от 2 до 48 мм. Стандарт различает четыре типа сечения — Л, Н, Т и ОТ, и ряды у них разные: полный диапазон есть только у Л и Н. Ниже — таблицы по каждому типу отдельно, с допусками, массой и расчётной упругой силой из справочного приложения.

Статус и общие сведения

Четыре типа пружинных шайб: чем отличаются

Тип Н — Нормальные — квадратное поперечное сечение, b = s. Базовый и самый ходовой ряд: 90 % того, что на рынке продаётся как «гровер», — это тип Н. Присутствует во всём диапазоне М2–М48 без пропусков. В условном обозначении буквой НЕ помечается: «Шайба 8 3Х13 ГОСТ 6402-70» — это как раз тип Н. Берут по умолчанию для резьбовых соединений общего машиностроения и монтажа металлоконструкций, когда конструктор не оговорил другой тип.

Тип Л — Лёгкие — прямоугольное поперечное сечение, b > s. Единственный тип с прямоугольным сечением: по ширине не уже нормального (у М5, М7, М8 и М10 ширина совпадает), а по толщине всегда тоньше — у М10 это 2,5 × 2,0 против 2,5 × 2,5 у типа Н. Большая опорная площадь при меньшей толщине: приборостроение, тонкостенные и лёгкие конструкции, электротехнический монтаж, соединения по мягким деталям. Даёт наименьшую упругую силу из четырёх типов.

Тип Т — Тяжёлые — квадратное поперечное сечение, b = s. Сечение крупнее нормального на один шаг (М12: 3,5 против 3,0 у Н; М20: 5,5 против 4,5). Расчётная упругая сила примерно вдвое выше, чем у Н того же диаметра (М20: 2107 Н против 866 Н). Применяют при повышенной вибрации и ударных нагрузках. ⚠ Ряд неполный: типоразмеров М3,5, М7, М33, М39, М45 и М48 в стандарте нет — в таблице стоят прочерки.

Тип ОТ — Особо тяжёлые — квадратное поперечное сечение, b = s. Самое массивное сечение и максимальная упругая сила (М20: 3077 Н — в 3,5 раза больше нормальной). Тяжёлое машиностроение, горно-обогатительное и дробильное оборудование, путевые и вибронагруженные узлы. ⚠ Ряд самый короткий: тип ОТ начинается только с М10 и заканчивается М36, причём М33, М39, М42, М45 и М48 отсутствуют. Для мелкой резьбы (М2–М8) ОТ не существует в принципе — самая частая ошибка в заявках.

Таблицы размеров по типам

Ряды разных типов смешивать нельзя: для одного и того же диаметра резьбы толщина и ширина у Л, Н, Т и ОТ разные. Первая колонка — диаметр резьбы крепёжной детали, под которую ставится шайба.

Тип Н — нормальные (базовый ряд, М2—М48)

Тип Л — лёгкие (прямоугольное сечение, М2—М48)

Тип Т — тяжёлые (М2—М42, с пропусками)

Тип ОТ — особо тяжёлые (только М10—М36)

Все значения — из таблицы разд. 1 и справочного приложения ГОСТ 6402-70 (издание с Изм. № 2, 3). Обозначения приняты как в стандарте: d — внутренний диаметр шайбы (обозначения d₁ в ГОСТ 6402-70 нет, это выдумка вторичных справочников), b — ширина, s — толщина, k — размер, входящий в высоту развода концов шайб исполнения 2 по формуле h₂ = (2s + 2k) ± 15 %; k нормирован только для типов Л и Н, для Т и ОТ в таблице стоит прочерк. У типов Н, Т и ОТ сечение квадратное, поэтому колонки b и s содержат одно и то же число — это не дубль, а признак типа. По примечанию 1 к таблице допускается увеличение размера s в пределах 10 % от номинала. Масса и упругая сила — из справочного приложения, для стальных шайб; масса бронзовых шайб получается умножением на 1,08. Ряды приведены полностью и раздельно по типам, смешивать их нельзя. Пропуски рядов взяты из стандарта дословно: тип Т отсутствует для М3,5, М7, М33, М39, М45, М48; тип ОТ отсутствует для всего диапазона М2–М8, а также для М33, М39, М42, М45, М48 — строки по этим размерам не выведены, потому что таких шайб стандарт не устанавливает. Размеры, набранные в стандарте в скобках, в таблицы не включены сознательно: по примечанию 2 их разрешалось применять только до 01.01.1985 с буквой «у» в обозначении, сегодня это неактуальный ряд. Наружный диаметр стандартом не нормируется — соответствующей колонки в таблице ГОСТ 6402-70 нет.

Что на самом деле нормирует ГОСТ 6402-70

ГОСТ 6402-70 распространяется на пружинные шайбы (в обиходе — гроверы) для болтов, винтов и шпилек с диаметром резьбы от 2 до 48 мм. Это стандарт технических условий: он задаёт конструкцию, размеры, материал, твёрдость, упругие свойства, покрытия, правила приёмки и упаковку одновременно — отдельного стандарта на конструкцию и размеры у пружинных шайб нет.

В таблице разд. 1 нормируются всего четыре размера:

• d — внутренний диаметр шайбы, с односторонним плюсовым допуском (от +0,25 для М2 до +1,00 для М30–М48). Обозначения d₁ в стандарте не существует — если поставщик присылает спецификацию с колонкой d₁, он цитирует не ГОСТ, а чей-то справочник.
• b — ширина шайбы (радиальный размер сечения).
• s — толщина. По примечанию 1 к таблице допускается увеличение s в пределах 10 % от номинала — это законный, а не бракованный разброс.
• k — «не более», нормируется только для типов Л и Н; входит в формулу высоты развода концов шайбы исполнения 2.

С чертежа 1 добавляются ещё три соотношения: m ≤ 0,7s (размер плоского среза конца), h₁ = 2s ± 15 % для исполнения 1 и h₂ = (2s + 2k) ± 15 % для исполнения 2. То есть высота свободной шайбы — это не независимый размер, а функция толщины: гровер М10 типа Н в свободном состоянии имеет h₁ = 5 мм ± 15 %.

Наружного диаметра в стандарте нет — и это важно при закупке

Самое распространённое расхождение между ГОСТ 6402-70 и торговыми справочниками: наружный диаметр. В таблице стандарта колонки D нет вообще. Ни для одного из четырёх типов наружный размер не нормирован и, соответственно, не является предметом приёмки.

Геометрически он получается как D = d + 2b, и сам стандарт этим выражением пользуется — в п. 3.6, описывая испытание на вязкость, он задаёт размер между губками тисков и ключом равным 0,5 (d + 2b). Но это расчёт, а не нормированный размер с допуском.

Практический вывод: если по конструкции критичен наружный габарит (шайба садится в расточку, под потайную головку, в паз), её нужно проверять по факту, а требование записывать в договор отдельным пунктом. Ссылка «наружный диаметр по ГОСТ 6402-70» юридически пустая — ссылаться не на что. Для ориентира: М10 тип Н даёт D ≈ 10,2 + 2 × 2,5 = 15,2 мм, тогда как у ближайшего немецкого аналога DIN 127 B тот же типоразмер имеет d₂ max = 18,1 мм. Разница почти 3 мм — этого достаточно, чтобы «аналог» не сел в посадочное место.

Как выбирать между Л, Н, Т и ОТ

Три типа из четырёх (Н, Т, ОТ) имеют квадратное сечение и отличаются только его размером — то есть жёсткостью и запасом упругой силы. Тип Л стоит особняком: у него прямоугольное сечение, ширина больше толщины.

Нагляднее всего разница читается на одном типоразмере. Для М20 (b = s, кроме Л):

Между лёгкой и особо тяжёлой шайбой одного диаметра разница по расчётной упругой силе — в семь раз. Поэтому подмена типа при закупке (а её делают регулярно, потому что «гровер М20 он и есть гровер М20») — это не мелочь снабжения, а изменение расчётной схемы соединения.

Ориентиры выбора:

• Н — по умолчанию, если конструктор не указал тип. Единственный тип, у которого ряд полный от М2 до М48.
• Л — когда нужна широкая опора при малой толщине: тонкий лист, мягкая деталь, ограниченный осевой габарит, приборный и электротехнический монтаж.
• Т — вибрация и ударные нагрузки, подвижные рамы, навесное оборудование. Помнить о дырах в ряду: М3,5, М7, М33, М39, М45, М48 не существует.
• ОТ — тяжёлое и вибронагруженное оборудование, только М10…М36 и только по ряду из таблицы: М33, М39, М42, М45, М48 в типе ОТ отсутствуют.

Размеры в скобках и буква «у»: что делать со старыми чертежами

В таблице ГОСТ 6402-70 часть значений набрана в скобках — например, для М6 тип Н приведены 1,4 и (1,6), для М48 тип Н — 10,0 и (12,0). По примечанию 2 такие шайбы разрешалось применять только до 01.01.1985, и в их условном обозначении обязана была указываться буква «у»: «Шайба 2У 8Л 65Г 029 ГОСТ 6402-70».

Это отменённый ряд. Заказывать по нему нечего: производители его не делают более сорока лет, а сам стандарт ограничил срок применения прямым текстом. В таблицах на этой странице скобочные значения не выведены сознательно.

Что делать, если скобочный размер стоит в старом чертеже: сверить фактическое сечение с действующим рядом того же типа. В большинстве случаев отменённый размер совпадает с действующим размером соседнего типа — например, для М6 отменённая «нормальная» 1,6 равна ширине лёгкой шайбы того же диаметра, а отменённая «лёгкая» (2,0 × 1,4) близка к нормальной. Решение о замене принимает конструктор, а не снабжение.

Почему гровер вообще работает — и когда перестаёт

У пружинной шайбы два механизма, и оба прямо прописаны в стандарте.

Первый — острая кромка. П. 2.5 требует: концы шайб должны иметь плоский срез, а кромка, образованная плоскостью среза и опорной поверхностью шайбы, должна быть острой. При попытке самоотвинчивания эта кромка упирается и врезается в опорную поверхность детали и в торец гайки, создавая механическое препятствие обратному повороту.

Второй — гарантированный упругий ход. П. 2.10: высота развода концов h₁ и h₂ после трёхкратного сжатия до плоского состояния и выдержки в таком состоянии 24 часа должна быть не менее 1,65 фактической толщины шайбы. Это и есть нормируемый остаточный запас: даже после полного сплющивания шайба обязана снова развести концы. Плюс п. 2.11 — шайба не должна ломаться и трескаться при изгибе концов на 45°.

Теперь честно о границах. Расчётная упругая сила из справочного приложения для М12 типа Н — 499 Н. Усилие затяжки болта М12 в нормально нагруженном соединении измеряется десятками килоньютонов, то есть примерно на два порядка больше. При полной затяжке шайба сплющивается до плоского состояния, и её собственная упругость перестаёт быть заметной частью баланса сил в соединении — работает уже только кромка.

Отсюда ситуации, когда гровер не держит:

• Закалённая или очень твёрдая опорная поверхность — кромке некуда врезаться, остаётся только трение.
• Плоская закалённая шайба, подложенная под гровер — тот же эффект: механизм врезания отключён.
• Мягкий материал (алюминий, латунь, пластик, дерево) — кромка вминается в деталь, соединение теряет преднатяг, а поверхность повреждается.
• Поперечная вибрация со сдвигом стыка — самый тяжёлый для гровера режим; здесь надёжнее контргайка, клеевой фиксатор, шплинт или деформируемая гайка.
• Повторный монтаж. Стандарт нормирует упругость после трёхкратного сжатия, а не после десятого. Гровер — расходник; при переборке узла его меняют.
• Недотяжка. Гровер не компенсирует неправильный момент затяжки, он лишь страхует правильно затянутое соединение.

Отдельные пункты этого списка — инженерная практика, а не текст стандарта; в ГОСТ 6402-70 указаний по области применения и по совместимости с плоскими шайбами нет вообще.

Материал, твёрдость и пружинящие свойства

Материал (п. 2.1, в редакции Изм. № 3). Пружинные шайбы должны изготавливаться из проволоки по ГОСТ 11850-72 или по другой НТД из сталей марок 65Г, 70 и 3Х13. Допускается изготовление из бронзы марки БрКМц3-1 по ГОСТ 18175-78 или других цветных сплавов.

Марка 3Х13 записана в обозначениях, действовавших на момент выпуска стандарта; современный эквивалент коррозионностойкой стали — 30Х13. В самом тексте ГОСТ 6402-70 обозначение «30Х13» не встречается, поэтому в условном обозначении корректнее писать так, как в стандарте.

Твёрдость (п. 2.3). Стальные пружинные шайбы должны иметь твёрдость 41,5–49,5 HRCэ (HRC 40–48), бронзовые — не менее 90 HRB. Для шайб из стали 70 допускается увеличение твёрдости до 51,5 HRCэ (HRC 50).

Как её меряют (п. 3.5). Определение твёрдости — по ГОСТ 9013-59, расстояние от центра отпечатка до края шайбы равно половине размера b. Твёрдость шайб номинальными диаметрами от 2 до 5 мм не контролируется вовсе. Для шайб с b < 6 мм допускаются заниженные на 10 % значения твёрдости — при условии, что выполнены требования пп. 2.10 и 2.11 по разводу концов и изгибу.

Что считается нормой поверхности (пп. 2.4, 2.6). На поверхности не должно быть окалины, заусенцев, трещин и коррозии, но следы неотделимой окалины браковочным признаком не являются. В плоскости среза допускаются дефекты, не влияющие на эксплуатационные характеристики и не выводящие размеры за предельные отклонения. Трапециевидность сечения в пределах высоты s дефектом не является; за фактическую толщину принимается наибольший размер s.

Масса. Значения в справочном приложении даны для стальных шайб. Для бронзовых массу умножают на коэффициент 1,08.

Покрытия

Шайбы изготовляются без покрытия или с покрытиями (п. 2.8, в редакции Изм. № 3). Виды покрытий, их условные обозначения и толщины — по НТД; допускается применять другие виды покрытия по ГОСТ 9.306-85. Технические требования к покрытиям — по ГОСТ 9.301-86 (п. 2.8а, введён Изм. № 3), методы проверки качества — по ГОСТ 9.302-88.

Ключевое эксплуатационное требование — п. 2.9: шайбы с металлическим покрытием, нанесённым способом катодного восстановления (то есть обычной гальваникой — цинк, кадмий), должны подвергаться обезводороживанию. Для закалённой пружинной стали с твёрдостью под 50 HRC это не формальность: без термообработки после гальваники шайба получает риск водородного охрупчивания и разрушается при первом же сжатии.

Контроль качества покрытий по п. 3.1 проводится по одноступенчатому плану при уровне контроля S-2 и приёмочном уровне дефектности 4 % по ГОСТ 18242-72 (на территории РФ — ГОСТ Р 50779.71-99, с 01.06.2007 — ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007).

В условном обозначении покрытие шифруется цифрами после марки стали. Стандарт сам расшифровывает свой пример: 029 — кадмиевое покрытие толщиной 9 мкм, хроматированное.

Как обозначить шайбу в заказе

Структура: Шайба [исполнение и «У»] [диаметр резьбы][буква типа] [марка стали] [код покрытия] ГОСТ 6402-70.

Три примера, приведённые в самом стандарте для шайбы под болт, винт, шпильку диаметром 8 мм:

• Шайба 8 3Х13 ГОСТ 6402-70 — нормальная (тип Н), исполнения 1, из стали 3Х13, без покрытия;
• Шайба 8Л 65Г 029 ГОСТ 6402-70 — лёгкая, из стали 65Г, с кадмиевым покрытием 9 мкм хроматированным;
• Шайба 2У 8Л 65Г 029 ГОСТ 6402-70 — то же, исполнения 2, с размерами, заключёнными в скобки.

Что из этого следует для заявки:

• Тип Н буквой не обозначается. Отсутствие буквы — это и есть нормальная шайба. Писать «Шайба 8Н» неправильно.
• Число перед буквой типа — диаметр резьбы крепежа, а не диаметр отверстия шайбы. «Шайба 8» имеет внутренний диаметр 8,2 мм.
• Явных примеров обозначения для типов Т и ОТ стандарт не даёт — по аналогии буква ставится после диаметра. Чтобы исключить разночтения с поставщиком, в спецификации имеет смысл продублировать тип словами и указать сечение: «Шайба 20Т ГОСТ 6402-70, тяжёлая, b = s = 5,5 мм».
• Марка стали и покрытие — не декоративные поля. Без них поставщик отгрузит то, что есть на складе: как правило, 65Г без покрытия.

Типовые ошибки при заказе

1. Заказывают «гровер М10» без типа. Придёт тип Н (2,5 × 2,5). Если по чертежу нужна лёгкая — это 2,5 × 2,0, если тяжёлая — 3,0 × 3,0, если особо тяжёлая — 3,5 × 3,5. Толщина расходится в 1,75 раза от края до края.
2. Просят тип ОТ на мелкую резьбу. Особо тяжёлых шайб М6 или М8 в стандарте нет: ряд ОТ начинается с М10.
3. Просят тип Т на М7 или М3,5. Тоже нет — в таблице стандарта в этих клетках прочерк.
4. Указывают в заявке наружный диаметр «по ГОСТ». Стандарт его не нормирует; поставщик формально не обязан его выдерживать. Если размер критичен — оговаривать отдельно.
5. Заказывают по старому чертежу размер из скобок. Отменён с 01.01.1985.
6. Не указывают материал. 65Г без покрытия во влажной среде ржавеет за сезон. Для коррозионной среды — 3Х13, для агрессивной и немагнитной — бронза БрКМц3-1, для обычных условий — гальваническое покрытие с обязательным обезводороживанием.
7. Требуют протокол твёрдости на М3–М5. П. 3.5 прямо освобождает диаметры от 2 до 5 мм от контроля твёрдости — требование в договоре создаст неисполнимое обязательство.
8. Ссылаются на ГОСТ 6402-61. Он отменён и заменён действующим ГОСТ 6402-70 ещё с 01.01.1972.
9. Считают DIN 127 прямой заменой. Совпадения размеров по всему ряду нет, см. FAQ.

Приёмка, контроль и документы

Правила приёмки (п. 3.1) — по ГОСТ 17769-83 для изделий грубой точности, класса точности С.

Что проверяют в каждой партии (п. 3.2): внешний вид, размеры, твёрдость, вязкость, пружинящие свойства, качество покрытия.

• Внешний вид — осмотром невооружённым глазом или лупой 2,5–3-кратного увеличения.
• Размеры — универсальным измерительным инструментом или калибрами, аттестованными вместе с методиками измерения (ГОСТ 8.010-90; на территории РФ — ГОСТ Р 8.563-96).
• Вязкость (п. 3.6) — шайбу зажимают одним концом в тисках, другой отгибают разводным ключом или рычагом с прорезью в сторону увеличения h₁ и h₂; размер между губками тисков и ключом выдерживают равным 0,5 (d + 2b).
• Пружинящие свойства (п. 3.7) — шайбы трёхкратно сжимают до плоского состояния, затем не менее 10 штук, разделённых плоскими шайбами, надевают на стержень болта и затягивают гайкой до полного сжатия разведённых концов; выдержка 24 часа. После этого проверяют требование п. 2.10 — развод не менее 1,65 фактической толщины.

Документ о качестве (п. 3.9, введён Изм. № 3). Каждая партия сопровождается документом установленной формы с указанием: наименования или товарного знака завода-изготовителя, условного обозначения шайб, результатов испытаний, нетто партии в килограммах. Если поставщик присылает «паспорт» без результатов испытаний и без нетто — документ не соответствует требованию стандарта, и это законное основание для претензии.

Упаковка и маркировка (п. 4.1) — временная противокоррозионная защита, упаковка и маркировка тары по ГОСТ 18160-72.

Другие стандарты в справочнике

• ›Размеры болтов и гаек М6–М48 — сводная таблица: шаг резьбы, размер под ключ, шайбы
• ›ГОСТ 5915-70 — гайки шестигранные класса точности В
• ›ГОСТ 5927-70 — гайки шестигранные класса точности А
• ›ГОСТ 5916-70 — гайки шестигранные низкие
• ›ГОСТ 11371-78 — шайбы плоские
• ›ГОСТ 7798-70 — болты с шестигранной головкой
• ›ГОСТ 22042-76 — шпильки для гладких отверстий
• ›ГОСТ 1491-80 — винты с цилиндрической головкой
• ›ГОСТ 9833-73 — кольца резиновые уплотнительные
• ›ГОСТ 397-79 — шплинты
• ›ГОСТ 10299-80 — заклёпки с полукруглой головкой
• ›ГОСТ 11871-88 — гайки круглые шлицевые
• ›ГОСТ 22034-76 — шпильки с ввинчиваемым концом 1,25d
• ›ГОСТ 3032-76 — гайки-барашки

Полный список — в справочнике стандартов крепежа.

Вопросы и ответы

Связанные стандарты и разделы

• ›Шайбы пружинные ГОСТ 6402-70 — каталог
• ›ГОСТ 11371-78 — шайбы плоские: таблица размеров
• ›Все шайбы ГОСТ — каталог
• ›Справочник стандартов крепежа