Крепежные детали и стопорящие устройства

Наибольшее распространение среди резьбовых деталей полу­чили крепежные болты, винты, шпильки, гайки. Под болтом или винтом понимают стержень с головкой и одним резьбовым концом. Шпилька имеет два резьбовых конца. Гайка – это деталь с резь­бовым отверстием.

С помощью этих деталей образуют разъемные соединения болтом, винтом и шпилькой в разнообразных конструкциях. Тип соединения определяется прочностью материалов соединяемых дета­лей, частотой сборки и разборки соединений в эксплуатации, а также особенностями конструкции и технологии изготовления со­единяемых деталей.

Для предохранения повреждений поверхностей соединяемых деталей при завинчивании и увеличения опорной поверхности гай­ки используют шайбы.

При статических нагрузках самоотвинчивание резьбовых деталей не наблюдается, так как все крепежные резьбы выполняются самотормозящимися (явление самоотвинчивания не должно наблюдать­ся). При динамических и вибрационных нагрузках может произойти самоотвинчивание гаек и винтов.

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых деталей при­меняют различные средства стопорения. Основные из них – контр­гайки, пружинные шайбы, стопорные шайбы, шплинты. Если не требу­ется разборка соединения, гайки устанавливают наклеп, произво­дят кернение, расклепывание и приварку.

Штифты, винты, упругие контргайки, проволока также могут выполнять функции стопорения.

Болты, винты, шпильки и гайки изготавливают из мало- и среднеуглеродистых сталей Ст 3 кп, Ст 5, 10, 10 кп, 15, 20, 30, 45 и др. В ответственных случаях (ударные нагрузки, высокие тем­пературы) применяют легированные стали 40Х, З8ХА, ЗОХГСА, 35ХГСА, 40ХН2МА и др., а также титановые сплавы (резьбовые дета­ли из титановых сплавов по сравнению со стальными имеют повышен­ную прочность и примерно в два раза легче).

Пружинные шайбы изготавливают из рессорно-пружинных сталей 65, 70, 75, 65Г.

Гайки изготавливают из стали Ст 3.

Механические характеристики материалов крепежных деталей нормированы ГОСТ 1759-82. Для стальных болтов, винтов и шпилек предусмотрено 12, а для гаек - 7 классов прочности и соответст­вующие им марки сталей.

26.5.2. Резьба и ее параметры

Резьба является основным элементом резьбового соединения. Резьба образует выступы по винтовой линии на поверхности винта и гайки (наружная и внутренняя). Может изготавливаться на цилинд­рической (цилиндрическая резьба) и конической (коническая резьба) поверхностях заготовки. Бывает правая, если винтовая линия направлена вверх слева направо, и левая при направлении ее вверх права налево. Наиболее применяемые правые резьбы. Если на поверхность детали наносится один винтовой выступ, резьбу называют однозаходной. Применяют также многозаходные резьбы.

Основные параметры цилиндрической резьбы (рис.26.17): d, D– наружные диаметры соответственно болта и гайки; d₁, D₁;d₂, D₂ – внутренние и средние диаметры резьбы; d₃ – внутренний ди­аметр болта по дну впадины; Р – шаг (расстояние между одноимен­ными сторонами двух смежных профилей); – угол подъема резьбы, т.е. угол развертки винтовой линии по среднему диаметру резьбы: ;P_h – ход резьбы (осевое перемещение гайки за один оборот): для однозаходной резьбы Р_h=Р, для многозаходной – P_h=n·P, где n – число заходов резьбы (рис. 26.18).

Рис. 26.17 Рис. 26.18

По форме профиля крепежные резьбы бывают треугольные и круглые; резьбы винтовых механизмов (ходовые резьбы) – трапецеидальные, упорные, прямоугольные.

Метрическая резьба (ГОСТ 24705-81) – основной вид резьбы крепежных деталей (см. рис. 26.17). Бывает с крупным и мелким ша­гом, но чаще выполняют наиболее износостойкую и технологичную резьбу с крупным шагом.

Дюймовая резьба подобна метрической (α = 55°, у метричес­кой α= 60°).

Трубные резьбы (цилиндрическая и коническая) служат для со­единения труб и арматуры.

Трапецеидальная резьба технологична, отличается высокой прочностью витков и является основной для винтовых механизмов.

Упорная резьба имеет несимметричный профиль витков и выпол­няется на винтах, воспринимающих значительную одностороннюю на­грузку.

Прямоугольная резьба сложна в изготовлении и применяется редко.

Геометрические параметры резьб (кроме прямоугольной) и их допуски стандартизованы.

Резьбу получают методом резания, накатыванием, литьем и прессованием.