+7 (499) 372-77-77
(многоканальный)

Пн-Пт: 09:00 - 17:00
Сб-Вс: Выходной

+7 (495) 980-89-22 /23/24/25
(офис в Житнево)

Пн-Пт: 08:00 - 16:30
Сб-Вс: Выходной

Стопорение резьбового соединения



Крепежная резьба любого вида характеризуется углом трения (обозначение «ω») и углом подъема резьбы («α»). По причине того, что ω> α, всем им присуще самоторможение. Но в ходе эксплуатации узлов механизмов под воздействием вибрации и знакопеременных нагрузок коэффициент трения уменьшается. В результате происходит микросмещение соприкасающихся поверхностей, условие самостоятельного торможения нарушается и резьбовые крепежные элементы самопроизвольно отвинчиваются. Их стопорение, препятствующее данному явлению, осуществляется различными методами: с использованием в резьбе дополнительного трения либо выполняющих функцию фиксации материалов или деталей. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Гайки с отверстиями под шплинты

Способ стопорения гаек шплинтами характеризуется высокой надежностью и поэтому получил широкое распространение. В частности, такой вариант фиксации часто встречается в особо ответственных соединениях. Регламентируют производство гаек с отверстиями под шплинты положения ГОСТа 5918-73. Им предусмотрено два исполнения данных метизов.

Гайки прорезные

Gajki proreznye.png
Отличается гайка прорезная наличием пазов во всех ее гранях. Шплинт вводится в один из них и в отверстие в ненагруженном сегменте стержня болта, которое расположено перпендикулярно его продольной оси. Концы фиксатора должны выступать за противоположную грань. При этом практикуется преимущественно, такой метод установки данного элемента: плоскость головки шплинта располагается параллельно продольной оси стержневой крепежной детали. Его один выступающий конец изгибается на боковую поверхность гайки, а второй – на плоский торец ввинченного болта. Шплинтование данным способом повышает уровень компактности конструкции.

Гайки корончатые

Gajki koronchatye.png
Получили такое название эти метизы ввиду схожести с головным убором царственной особы. По сравнению с предыдущим вариантом высота их граней ниже. Но они переходят в кольцо, в котором, собственно, и проделаны пазы. Методика фиксации шплинтами идентична варианту с прорезными гайками. Ранее было сказано, что для этого используются болты, в стержнях которых проделаны контровочные отверстия. Они будут описаны ниже.

Размерные характеристики

Основные размерные характеристики гаек обоих видов, отображенные на чертежах исполнения, изменяются по нормам ГОСТа 5918-73 в следующих диапазонах:

Болты с отверстиями в стержне

Данные крепежные детали используются совместно с вышеописанными гайками. Нормируют производство этих крепежных деталей положения Государственных стандартов под номерами:

Чертеж исполнения этих соединительных элементов во всех нормативных документах выглядит одинаково.

Bolty s otverstiyami v sterzhne.png

Размерные характеристики

Все вышеуказанные стандарты устанавливают определенные значения рабочих параметров данных соединительных элементов. Для конкретики приведем диапазоны изменения размерных характеристик, прописанных ГОСТом 7805-70.

Что же касается параметра l1 – удаленность оси контровочного отверстия от опорной поверхности шляпки –, то в рассматриваемом стандарте указаны его значения, начиная с болта общей длиной, равной 10,0 мм. В данном случае l1=7,5 мм. Максимальная величина этой характеристики у болта с общей длиной, составляющей 300,0 мм, такая: l1=288,0 мм.

Болты с отверстием в головке

Методика стопорения резьбовых соединений прописана положениями Отраслевого стандарта за номером 1 39502-77. Они предусматривают использование болтов, в шляпке которых проделаны сквозное отверстие между противоположными гранями. В эти отверстия продевается проволока и закручивается, формируя натяг необходимого уровня.  Вышеуказанный нормативный документ утверждает два варианта обвязки – с двумя и несколькими болтами.

Bolty s otverstiem v golovke.PNG

При их реализации нужно соблюдать важное условие, обеспечивающее надежность стопорения. Формулируется оно так: направление натяжения проволоки должно совпадать с направлением завинчивания болта. Иначе может произойти его самопроизвольное откручивание, в результате чего соединение ослабеет.

Производство болтов с контровочными отверстиями в шляпке нормируют положения Государственных стандартов за номерами:

Размерные характеристики

Для получения представления о порядке цифр, установленных вышеуказанными нормативными документами, приведем в качестве примера размеры, прописанные в ГОСТе 7798-70.

Установочные винты

Основной особенностью данных винтов является отсутствие шляпки. Для обеспечения возможности вкручивания на их торце проделывается плоский, шестигранный либо крестообразный шлиц. Противоположный конец имеет конусообразную конфигурацию.

Стопорение резьбового соединения предусматривает выполнение такой последовательности действий:

  1. В одной из граней гайки, которая совместно с болтом сформирует резьбовое соединение элементов конструкции, просверливается отверстие с диаметром под установочный винт.

  2. В этом отверстии метчиком нарезается резьба с параметрами, идентичными резьбе на стопорящей детали.

  3. Объекты скрепляются с использованием болта и подготовленной гайки.

  4. После затягивания с требуемым усилием в отверстие на ее грани вкручивается установочный винт до упора в стержень болта.

В результате будет предотвращено самопроизвольное отвинчивание гайки. Очевидно, что от давления конусообразного конца установочного винта, резьба на стержне болта может повредиться. Чтобы не допустить это, рекомендуется сначала вставить в отверстие на грани гайки шарик из мягкого металла, например, алюминия и лишь после этого вкрутить стопорящую деталь.

Размерные характеристики

Рабочие параметры установочных винтов с плоским шлицем и конусообразным наконечником, изготовленных с повышенной и нормальной точностью (классы «А» и «В» соответственно), утверждены нормами ГОСТа 1476-93.

Ustanovochnye vinty.png

Величины отображенных на чертеже исполнения размерных характеристик изменяются в следующих пределах:

Пружинные шайбы

Пружинными называются разрезные шайбы с концами, находящимися в разных плоскостях. Эти детали препятствуют самопроизвольному отвинчиванию элементов резьбового соединения за счет воздействия на них распорным усилием, возникающим от упругой деформации материала изготовления под внешней нагрузкой.

Но существует еще один фактор, обеспечивающих безотказность работы пружинных разрезных шайб. Пространственное положение срезов витков препятствует вращению гайки в сторону откручивания. Кромки впиваются в ее опорную поверхность, стопоря при этом резьбовое соединение. А вот вращению гайки по направлению закручивания они не мешают.

Pruzhinnye shajby.jpg

Согласно положениям ГОСТа 6402-70 шайбы пружинные выпускаются с поперечным сечением, имеющим конфигурацию в виде:

Внутренний диаметр шайб пружинных (минимальный – 2,1 мм, а максимальный – 48,5 мм) позволяет размещать их под болты с резьбой от M2 до M48. Нормы ГОСТа 6402-70 устанавливают следующие требования к показателю твердости данных метизов:

Стопорные шайбы с лапками

Сфера применения данных фиксаторов – стопорение резьбовых соединений, испытывающих при эксплуатации воздействие значительных вибрационных нагрузок. 

Stopornye shajby s lapkami.jpg
Осуществляется это путем загибания лапок на грани гайки и язычка на боковую поверхность скрепляемой детали.

Производство шайб с лапками регламентируют положения ГОСТа 13463-77. Они устанавливают такие значения внутреннего диаметра данных метизов: минимальный – 3,2 мм, максимальный – 50,0. Таким образом, фиксировать с их помощью можно соединения, сформированные на основе гаек и стержневых крепежных элементов с резьбой от M3 до M48

Стопорение контргайками

В данном случае самопроизвольному отвинчиванию основной гайки препятствует сила трения, возникающая между плотно контактирующими поверхностями обоих используемых подобных метизов, а также в резьбе. Недостатки этого способа очевидны:

Между тем, и данный метод стопорения имеет право на жизнь.

Кернение

Kernenie.jpg

Кернение предполагает изменение геометрии стопоримого узла.

Соответственно, применяется этот способ в случае нечастой необходимости демонтажа резьбового соединения. Связано это с пусть даже небольшими, но все-таки имеющими место повреждениями резьбовой накатки как гайки, так и болта. Ведь подвергаются необратимой одновременной деформации контактирующие витки в обеих крепежных деталях. Требования Отраслевого Стандарта под номером 1 39502, принятого в 1977 году, формулируются в этом плане так: кернер нужно ставить в месте, где стержень с резьбой выходит из гайки. Причем кернить нужно в трех точках, как это показано на выше размещенном рисунке.

Стопорение сваркой

Применяется данный способ, когда демонтаж соединения никогда не предполагается. Предпочтительные точки сварки отмечены на рисунке.

Stoporenie svarkoj.png

Заключение

Для препятствования самопроизвольному отвинчиванию резьбовых соединений могут применяться материалы, обладающие клеящими свойствами. Например, разнообразные жидкие фиксаторы используются, когда установка стороннего предмета в конструкцию недопустима. Вопреки расхожему мнению, они тоже обеспечивают надежное стопорение резьбовых соединений. Большинство таких веществ обладают анаэробными свойствами. То есть, хранясь в емкости с присутствием воздуха, в химическую реакцию они не вступают. Иная ситуация наблюдается, когда после их нанесения на витки резьба затягивается. Тогда в условиях ограниченного доступа воздуха такие составы затвердевают, надежно фиксируя контактирующие поверхности.



 

comments powered by Disqus