Стопорение резьбовых соединений: винтами, шплинтами, проволокой

Ост 1 39502-77 стопорение болтов, винтов, шпилек, штифтов и гаек

Группа ГЗО

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

СТОПОРЕНИЕ БОЛТОВ, ВИНТОВ ШПИЛЕК,
ШТИФТОВ И ГАЕК	Взамен 184AT
261AT

• Распоряжением Министерства от 25 октября 1977 года № 087-16
• срок введения установлен с 1 июля 1978 года
• Содержание

1. СТОПОРЕНИЕ СТОПОРНЫМИ ШАЙБАМИ 2. СТОПОРЕНИЕ ШПЛИНТАМИ 3. СТОПОРЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЕЙ МЕТАЛЛА 4. СТОПОРЕНИЕ ПРОВОЛОКОЙ

Проверен в 1986 г. Подлежит проверке в 1996 г.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

• Настоящий стандарт устанавливает следующие типы стопорения болтов, винтов, шпилек, и гаек в резьбовых соединениях и штифтов:
• — 1- стопорение стопорными шайбами;
• — 2 — стопорение шплинтами;
• — 3 — стопорение деформацией металла;
• — 4 — стопорение проволокой.
• В резьбовых соединениях могут применяться и другие типы стопорения, например, стопорение самоконтрящимися гайками, пружинными и зубчатыми шайбами, контргайками.

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

1. СТОПОРЕНИЕ СТОПОРНЫМИ ШАЙБАМИ

Тип 1

1.1. Стопорение по типу 1 должно соответствовать указанному на черт. 1, 2 и 3.

Исполнение 1.1.

Черт. 1

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Исполнение 1.2.

1. Черт 2
2. ___________
3. * Размер для справок

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Изображение гайки и шайбы, расположенных справа заменяются ® ® ® ®

Черт. 3

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2. Загиб лепестков шайбы на грани шестигранника гайки (болта) производить в положении шайбы развернутой в сторону отвинчивания по ее упора носком в гнезде детали (черт. 4) или лапкой в торец детали (черт. 5).

Черт. 4	Черт. 5

1.3. Загнутая лапка шайбы должна плотно сопрягаться с деталью. Допускается зазор между шайбой и деталью в месте изгиба лапки и лепестка шайбы.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.4. Установка шайб на фланце и загиб папок шайб или их упор в торец бурта должны исключать возможность разворота шайб в сторону отвинчивания (черт. 6). При стопорении без отгиба лапки шайбы выступание лапки относительно торца упорного бурта не допускается.

Черт. 6

1.5. Подгонку совпадения лепестков шайбы с гранями гайки (болта)производить путем подтяжки гайки (болта)на угол не более 30 ° или замены гайки (болта).

Подгонка путем отворачивания гайки не допускается.

При подтяжке гайки (болта) превышение максимально допустимого крутящего момента затяжки не допускается.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

1.6. Лепестки шайб должны быть поджаты к граням гаек.

1.7. Загиб лепестков шайбы может производиться как на одну, так и на две грани гайки (болта). Загиб на грань усиленных лепестков производить той частью отгибаемого лепестка, которая обеспечивает наибольшую площадь контакта с гранью болта (гайки).

1.8. Не допускаются:

• — срез или сдвиг материала, трещины и надрывы в месте загиба лепестков шайбы;
• — забоины и расплющивание лепестков шайбы при загибе;
• — производить загиб лепестков более одного раза;
• — выступание лепестков над гайкой (болтом) более чем на 2 мм;
• — удары молотком по месту загиба лепестков шайбы;
• — оставлять незагнутыми лепестки шайбы.

1.9. Загиб лепестков шайбы должен производиться специальными щипцами согласно технологии на сборку изделия. В труднодоступных местах разрешается производить загиб лепестков шайбы с помощью специальных оправок или выколоток из меди и алюминиевых сплавов.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. СТОПОРЕНИЕ ШПЛИНТАМИ

Тип 2

2.1. Стопорение по типу 2 должно соответствовать указанному на черт. 7, 8 и 9.

Исполнение 2.1.

Черт. 7

Исполнение 2.2.

1. l = 0,5 d ¸ 0,75 d
2. d — диаметр болта, винта, шпильки
3. Черт .8

Исполнение 2.3.*

• Черт. 9

2.2. Совмещение отверстия под шплинт в болте, винте и шпильке с прорезью в гайке должно производиться путем подтяжки гайки на угол не более 30 °, путем замены гайки или болта, винта, шпильки или подбором толщины шайб.

1. Подгонка путем отворачивания гайки не допускается.
2. При подтяжке гайки превышение максимально допустимого крутящего момента затяжки не допускается.
3. ________
4. * Применять в труднодоступных местах

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2.3. Шплинт должен входить в отверстие свободно или под незначительной безударной нагрузкой.

2.4. Шплинт должен утопать в прорези гайки. Допускается выступание шплинта над прорезью гайки на величину не более 0,4 от номинального диаметра шплинта.

2.5. Допускаются:

• — неплотное прилегание концов шплинта к поверхности гайки в пределах 0,1 ¸ 0,3 мм;
• — касание отогнутых концов шплинта резьбы болта, винта, шпильки;
• — откусывание шплинтов с последующим снятием заусенцев.
• При необходимости на нарушенные в результате откусывания места наносится лакокрасочное покрытие, назначаемое разработчиком изделия.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.6. Не допускаются:

1. — смятие головки шплинта;
2. — надрывы и трещины на концах шплинта;
3. — расплющивание и перекручивание концов шплинта;
4. — раскачивание шплинта после установки;
5. — использование шплинта более одного раза.

2.7. Загиб концов шплинта на грани гайки должен производиться выколоткой из меди или алюминиевых сплавов, заправка концов шплинта в прорези гаек — тупой отверткой.

3. СТОПОРЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЕЙ МЕТАЛЛА

Тип 3

3.1. Стопорение по типу 3 должно соответствовать указанным:

— на черт. 10, 11 и 12 — для болтов, винтов и шпилек;

— на черт. 13 и в табл. 1 — для установочных винтов;

— на черт. 14 и в табл. 2, на черт. 15 и в табл. 3 — для цилиндрических штифтов;

— на черт. 16 — для конических и цилиндрических штифтов.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Исполнение 3.1.

Кернение с торца

Вид А
Для деталей	Для деталей
с резьбой М4 ¸ М8	с резьбой свыше М8
h = h 1 +0,5

Черт. 10

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Исполнение 3.2.

Кернение в резьбу

А-А
Для деталей	Для деталей
с резьбой М4 ¸ М8	с резьбой свыше М8
Р- шаг резьбы

Черт. 11

(Измененная редакция, Изм. № 1).

___________

* Размеры обеспеч. инстр.

Исполнение 3.3.

• Кернение в шлиц
• Черт. 12

Исполнение 3.4.

Кернение установочных винтов

Вид А
Для неразъемных соединений
Для винтов	Для винтов
с резьбой М6 и менее	с резьбой свыше М8

Черт. 13

___________

* Размер обеспеч. инстр.

(Измененная редакция, Изм. № 2 ).

Таблица 1

мм

Резьба	h	l
М2	0,4-0,7	0,5
М3
М4	0,8-1,1	0,8
М5
М6	1,2-1,6	1,0
М8
М10	1,8-2,2	1,3

Исполнение 3.5.

1. Кернение цилиндрических штифтов
2. Черт. 14
3. ___________

* Размер обеспеч. инстр.

Таблица 2

мм

Диаметр штифта d	h	1
0,6-1,0	0,15-0,3	0,3
1,6-3,0	0,4- 0,7	0,5
4,0-5,0	0,8- 1,1	0,8
6,0-8,0	1,2- 2,2	1,5

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Исполнение 3.6.

• Зачеканка цилиндрических штифтов
• Черт. 15
• _______________
• * Размер для справок

** Размер обеспеч. инстр.

Таблица 3

мм

Диаметр штифта d	d 1 , max	d 2
Материал корпуса
Сталь	Алюминиевый сплав	Сталь	Алюминиевый сплав
1,6	1,0	1,3	2,6	3,1
2,0	1,6	3,0	3,5
2,5	2,0	2,3	3,5	4,0
3,0	2,5	4,0	4,5
4,0	3,2	2,6	5,0	5,5
5,0	3,7	3,1	6,0	6,5
6,0	4,7	4,5	7,0	7,5

Исполнение 3.7.

1. Зачеканка конических и цилиндрических штифтов
2. d 1 = d — 0,2 ¸ 0,8
3. d 2 = d +0,2 ¸ 0,8
4. Черт. 16
5. ___________

* Размер обеспеч. инстр.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.2. При кернении в резьбу кернер ставить в месте выхода болта, винта, шпильки из гайки.

3.3. Размеры и расположение точек кернения не контролировать.

4. СТОПОРЕНИЕ ПРОВОЛОКОЙ

Тип 4

4.1. Стопорение по типу 4 должно соответствовать указанному на черт. 17-22.

Исполнение 4.1.

Черт. 17

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Исполнение 4.2.

Черт. 18

Исполнение 4.3.

• Черт. 19

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

Исполнение 4.4.

1. Гайки изображены условно. Данное исполнение может применяться и на шестигранных головках болтов
2. Черт. 20

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Исполнение 4.5.	Исполнение 4.6.
Черт. 21	Черт. 22

При стопорении трех и более деталей (исполнения 4.1 и 4.4) количество болтов или гаек, стопорящихся одной проволокой, устанавливается конструкторской документацией или технологией изготовления изделия.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.2. Проволока должна располагаться таким образом, чтобы при приложении к ней произвольно ориентированной нагрузки происходила затяжка резьбового соединения.

4.3. Проволока должна быть перевита без зазоров между витками. Под витком понимается один полный оборот одного конца проволоки относительно другого.

По согласованию с заказчиком допускается уменьшать количество витков в перевивке до 1,5.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.4. В труднодоступных местах при малых расстояниях между стопорящимися деталями допускается проволоку не перевивать.

Примечание . Труднодоступные места устанавливаются по эталонным образцам изделий, согласованным с заказчиком.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.5. Концы проволоки должны быть перевиты (3-4 витка) и поджаты.

4.6. При выполнении стопорения надрывы и перекручивание проволоки не допускаются.

4.7. Проволока должна быть туго натянута, прогибы, и слабина не допускаются.

• Пример записи в конструкторской документации стопорения исполнения 2,1:
• Стопорение 2,1 – ОСТ 1 39502-77
• Головная организация по стандартизации

Зам руководителя предприятия	А.П. Власов
/Начальник отдела	Э.Р. Азин
Нормоконтроль	Ю.Н. Крупин
Начальник бригады	В.Е. Тихонов
Металлург	И.А. Воробьев
Технолог	Ю.П. Козокин
Ведущий по теме	А.М. Сверчкова

Текст соответствует источнику

Источник: http://www.gosthelp.ru/text/ost13950277stoporeniebolt.html

Закрутить и забыть

Резьбовые соединения используются и в конструкции пластиковых детских игрушек и при возведении мостов. Единственное сходство такого крепежа заключается в том, что его можно монтировать и демонтировать при необходимости.

Для удержания резьбового крепежа бывает достаточно силы приложенной в момент затяжки, но гораздо правильнее, с точки зрения безопасности, заблокировать резьбовое соединение в ответственных частях конструкции. Например, клапанная крышка двигателя автомобиля должна быть надежно закреплена во время движения, в то же время обязана быть съемной, так как компоненты двигателя необходимо обслуживать.

При постоянной вибрации, или механическом воздействии резьбовому соединению нужна защита от самораскручивания. Рассмотрим методы надежной фиксации резьбовых соединений.

Виды резьбовых соединений

Болты с гайками — самый распространенный вид резьбового крепежа. Используется практические везде, от автомобилей, до радио антенн на крышах высоток. Встречаются так часто, что сложно найти конструкции без них.

Винты и отверстия с резьбой. В этом соединении винт устанавливается в предварительно высверленное отверстие с нарезанной резьбой.

Винты по конструкции похожи на болты, но различие кроется в применении: болты используют чтобы соединить детали насквозь, для фиксации на болт накручивается гайка, а винты вкручивают в соединяемые детали, в заранее подготовленную резьбу.

На фото винты с головкой под внутренний шестигранник, которые соединяют алюминиевые компоненты. Такие винты используются вместо болтов для облегчения веса конструкции и для упрощенного монтажа — чтобы зафиксировать детали достаточно доступа с одной стороны.

Бывают и отдельные детали с резьбой для соединения между собой — например, валы или корпуса, как правило, цилиндрической формы. Самый простой пример, встречающийся в быту — лампочка с резьбой, которая вкручивается в патрон. На приведенном ниже рисунке схема двух цилиндрических корпусов, соединенных вместе.

Как надежно зафиксировать резьбовое соединение

Методы делятся на: механические приспособления и специальные составы, предотвращающие ослабление соединения. Ниже приведены самые распространенные механические приспособления, которые используют для предотвращения ослабления резьбового крепежа.

Стопорная пружинная шайба или гровер — представляет собой один виток пружины, который подкладывается под гайку при закручивании. Создает распорное усилие на гайку, благодаря этому противостоит её ослаблению и раскручиванию в условиях вибрации.

Стопорная шайба с внутренними зубцами. Зубцы придают стопорной шайбе эффект пружины и предотвращают ослабление крепежа если конструкция подвергается деформации или вибрации. Используется при болтовом соединении, так же сочетается с винтами, шпильками и штифтами. Задействуют соединения с подобным стопорным механизмом при сборке мебели и постройке деревянных сооружений, домов.

Стопорная шайба с наружными зубцами — применяются для фиксации электрических проводов. При использовании болтов или винтов в электрических цепях используется контактная шайба с наружными зубцами.

Благодаря своей форме, шайба с наружными зубцами увеличивает площадь контакта в месте соединения, а эффект пружины добавляет надежности фиксации.

Такие шайбы изготавливают из нержавеющей стали или подвергают дополнительной оцинковке.

Стопорная шайба Nord-Lock — состоит из двух одинаковых стопорных шайб, с радиальными ребрами на одной стороне и клиновыми поверхностями на другой. Радиальные ребра оказывают силовое воздействие на поверхность соединения прикрепляемой детали. Клиновые поверхности увеличивают усилие затяжки. Применяются в условиях сильной вибрации и при значительных динамических нагрузках.

Гайка с зубчатым фланцем, по сути это гайка со встроенной зубчатой шайбой, имеет такие же свойства, что и зубчатая гайка — создает пружинящий эффект и увеличивает площадь контакта, предотвращая самораскручивание, но сокращает количество элементов конструкции.

Гайка самоконтрящаяся с нейлоновым кольцом. За счет нейлоновой вставки происходит торможение хода завинчивания и гасятся механические колебания, защищая резьбовое соединение от ослабления.

Стопорение проволокой — используется в аэрокосмической отрасли, оборонной промышленности и автоспорте, там, где открутившийся элемент попав в другие движимые части конструкции, нанесет непоправимый вред.

Метод фиксации трудоемкий и весьма сложный в освоении — установка стальной проволоки в отверстие в винте или гайке и жесткая фиксация этой проволоки к другой детали. Используется и для совместной фиксации двух деталей, как на фото.

Самое сложное при установке стопорящей проволоки правильно сориентироваться в направлении движения резьбы, и выбрать верное направление вязки, иначе установка подобного фиксатора бесполезна.

Корончатая гайка выглядит как обыкновенная шестигранная гайка с одной стороны, но с другой стороны у нее по контуру расположен ряд зубьев в форме короны, отсюда и название.

Количество прорезей от 6 до 8, в зависимости от диаметра.

Металлический шплинт продевается через резьбу и фиксируется между зубьями корончатой гайки, тем самым надежно блокирует резьбовое соединение от самопроизвольного раскручивания.

Такой метод используется для фиксации ступицы колеса автомобиля.

Адгезив — вещество, способное соединять материалы путём поверхностного сцепления.

Часто для фиксации резьбы используется специальный состав или клей. Сам фиксирующий состав не в состоянии удерживать детали, но запросто может предотвратить раскручивание гайки либо болта. К примеру, в нефтедобывающей промышленности, где на механизмы и конструкции действует постоянная вибрация используют сочетания пружинных шайб и фиксирующих составов.

Чтобы фиксирующий состав выполнял свое прямое назначение, он должен полимеризоваться — перейти из жидкого состояния в твердое. Компоненты состава вступают в реакцию с кислородом и отвердевают, но сложность в том, что рабочая поверхность внутри витков резьбы герметична, к ней нет доступа кислорода.

Чтобы обойти эту проблему в химических фиксаторах резьбы состав вступает в реакцию с металлом и отвердевает при отсутствии кислорода. В итоге, между внутренней и внешней резьбой образуется пластиковый полимер, который обладает высокой адгезией.

Составы бывают жидкие и пастообразные. Выбор зависит от типа соединения: для крепежа малого диаметра применяется жидкий фиксатор, он равномерно распределяется по поверхности; для крепежа больших диаметров используют пастообразные средства, так как они хорошо удерживаются на большой площади нанесения.

Что выбрать

Пружинные и зубчатые шайбы — используют в условиях небольшой вибрации и не интенсивных динамических нагрузках на конструкцию, имеют минимальную стоимость.

Шайбы типа Nord-Lock — применяются там где к резьбовому соединению предъявляются повышенные требования по безопасности: в тяжелой промышленности и машиностроении. Они противостоят высокой вибрации и способны удерживать крепеж при высоких нагрузках. Значительно технологичнее остальных видов шайб, и как следствие, дороже.

Гайки с фланцами и контрящим кольцом — способны выдержать воздействие вибрации чуть выше чем пружинные и зубчатые шайбы, но сокращают количество деталей конструкции. Стоимость их, также не велика.

Стопорение проволокой — дорогостоящий и очень трудоемкий способ фиксации резьбы. Если вы не строите гоночный болид или летательный аппарат, использование такого способа будет неоправданным.

Корончатая гайка — применяется там, где ослабление и самораскручивание крепежа может вызвать критическую ситуацию, отлично противостоит высоким нагрузками и вибрации, стоит дороже пружинных гаек или шайб, так как конструкция сложнее и в ней взаимодействуют несколько элементов.

Фиксирующие составы — в зависимости от типа могут противостоять низким и высоким вибрационным нагрузкам, стоимость их так же может существенно варьироваться.

Источник: https://www.kuvalda.ru/blog/articles/polz/zakrutit-i-zabyt.html

Стопорение винтов

Стопорение винтов производят относительно соединяемых деталей.

Стопорение винтов проволокой

Стопорение проволокой может быть осуществлено для одного винта (рис. 1, а, б) и для группы винтов (рис. 1, в). Проволоку протягивают через головки винтов таким образом, чтобы исключить возможность самоотвинчивания винтов (отвинчивание винтов вызывает увеличение натяжения проволоки).

Стопорение винтов шплинтами и штифтами

Примеры стопорения винтов с внутренним шестигранником приведены на рис. 2.

Стопорение винтов упругими шайбами

Для стопорения винтов широко применяют также упругие шайбы (рис. 3).

Стопорение винтов пластмассовыми кольцами

Кольца из пластмассы или специальной резины при затяжке винта деформируются, заполняют зазоры, создают дополнительное трение винта о корпус (рис. 4) и способствуют герметизации резьбы.

Стопорение винтов гнутыми шайбами

Для стопорения винтов применяются также деформируемые и специальные шайбы различных конструкций (рис. 5).

Стопорение винтов пластическим деформированием деталей

Стопорение пластическим деформированием и сваркой показано на рис. 6.

Винт со специальной головкой, имеющий накатку, застопоренный при помощи вставки из мягкого металла, показан на рис. 6, а.

Стопорение винтов сваркой

Стопорение винтов пластмассовыми вставками

Стопорение, показанное на рис. 8, основано на создании дополнительной радиальной силы в резьбе.

Источник: https://pro-techinfo.ru/konstruktsii-detalej-mashin-onlajn/soedineniya-detalej-mashin/rezbovye-soedineniya/stoporenie-vintov/

Способы стопорения резьбовых соединений

Самоотвинчивание разрушает соединение и может привести к аварии. Предохранение от самоотвинчивания весьма важно для повышения надежности резьбовых соединений и совершенно необходимо при вибрациях, переменных и ударных нагрузках. Вибрации понижают трение и нарушают условие самоторможения в резьбе.

Существует достаточно много способов стопорения или предохранения от сомоотвинчивания. На практике применяют три основных принципа стопорения.

1. Повышают и стабилизируют трение в резьбе путем постановки контргайки, пружинной шайбы применения резьбовых пар с натягом в резьбе и т.п. (в соответствии с рисунками 5.7 и 5.8).

Рисунок 5.7 – Способы стопорения резьбовых соединений, основанные на дополнительном трении

2. Гайку жестко соединяют со стержнем винта, например, при помощи шплинта, прошивают группу винтов проволокой или осуществляют кернение резьбы (способы стопорения запирающими элементами). Способы стопорения этой группы позволяют производить только ступенчатую регулировку затяжки соединения (см. рисунки 5.9).

Рисунок 5.8 – Способы стопорения резьбовых соединений, основанные на дополнительном трении

3. Гайку жестко соединяют с деталью, например, с помощью специальной шайбы с лапкой, планки или накладки, либо многолапчатой шайбы (в соответствии с рисунком 5.10).

• Рисунок 5.9 – Способы стопорения резьбовых соединений запирающими элементами
• 
• Рисунок 5.10 – Способы стопорения резьбовых соединений запирающими элементами
• Классы прочности болтов, винтов, шпилек и
• Гаек по ГОСТ 1759-82

При выборе материала учитывают условия работы (температу­ру, коррозию и т. п.), значение и характер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовления и объем производства. Напри­мер, стандартные крепежные изделия общего назначения изготовля­ют из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10…

сталь 35. Эти дешевые стали позволяют изготовлять большие партии болтов, винтов и гаек методом холодной высадки или штамповки с после­дующей накаткой резьбы.

Легированные стали 35Х, 30ХГСА при­меняют для высоконагруженных деталей при переменных и удар­ных нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах и пр.

Для повышения прочности, коррозионной стойкости и жаро­прочности применяют специальные виды термической и химико-термической обработки, а также нанесение гальванических и других покрытий, например улучшение, цинковое или кадмиевое хромиро­вание, хромовое или медное покрытие и пр.

В зависимости от механических характеристик материала для стандартных болтов, винтов и шпилек установлены 12 классов прочности.

Класс прочности обозначается двумя числами, между которыми ставят точку. Например: 3.6; 5.8; 12.9. Первое число, умноженное на 100, определяет минимальную величину предела прочности (σв; МПа) материала детали.

Число, указы­вающее класс прочности гайки, определяет тот наибольший класс прочности винтов и шпилек, с которыми данная гайка может быть использована в соединении. Например, гайка класса прочности 8 может быть использована с винтами имеющими класс прочности 3.6, 5,8, 6.

6, но не может использоваться с винтами класса прочности 9.8, 12.9.

Для низких гаек с высотой от 0,5d до 0,8d предусматриваются два класса прочности – 04 и 05. Цифра 0 указывает на то, что гайка низкая.

Условные обозначения болтов, винтов, шпилек

Теория винтовой пары

Если винт нагружен осевой силой F, то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент завинчивания Тзав, а к стержню винта – реактивный момент Тр, который удерживает стержень от вращения (см. рисунок 5.11). При этом можно записать:

1. Тзав= Тт + Тр, (1)
2. где Тт — момент сил трения на опорном торце гайки;
3. Тр — момент сил трения в резьбе.
4. Данное равенство (1), также как и последующие зависимости, справедливо для любых пар болтов, винтов шпилек и винтовых механизмов.
5. Не допуская существенной погрешности, принимают приведенный радиус сил трения на опорном торце гайки равным среднему радиусу этого торца или Dср/2. При этом

(2)

где Dср = (D1 + dотв)/2; D1 — наружный диаметр опорного торца гай­ки; dотв- диаметр отверстия под винт; f — коэффициент трения на торце гайки.

Момент сил трения в резьбе определим, рассматривая гайку как ползун, поднимающийся по виткам резьбы, как по наклонной плос­кости (см. рисунок 5.12, а).

По известной теореме механики, учитывающей силы трения, ползун находится в равновесии, если равнодействующая Fnсистемы внешних сил отклонена от нормали n — nна угол трения φ.

В нашем случае внешними являются осевая сила Fи окружная сила Ft = 2Tp/d2. Здесь Tр — не реактивный, а активный момент со стороны ключа, равный Tзав -Тт (см. формулу (1)).

Далее (рис. 5.12) или

• (3)
• где ψ— угол подъема резьбы; φ = arctg fпр — угол трения в резьбе; fпр — приведенный коэффициент трения в резьбе, учитывающий влияние угла профиля: fпр = f /cosα, здесь α — угол профиля резьбы.
• Подставляя значения моментов в формулу (1), найдем иско­мую зависимость:
• (4)

При отвинчивании гайки окружная сила Ftи силы трения меняют на­правление (рис. 1.12, б). При этом по­лучим:

1. (5)
2. Момент отвинчивания с учетом трения на торце гайки, п аналогии с формулой (4):
3. (6)

• Рисунок 5.12 – Модель работы резьбовой пары

• Рисунок 5.11 – К определению
• момента сил завинчивания
• Полученные зависимости позволяют отметить:

1. По формуле (4) можно подсчитать осевой силы винта F к силе FК, приложенной к ручке ключа, т.е. F/ FК, которое дает выигрыш в силе. Для стандартных метрических резьб при стандартной длине ключа l»15d и f»0,15 F/ FК = 70…80.

2. Стержень винта не только растягивается F, но и закручивается моментом Тр.



Источник: https://infopedia.su/8xe792.html

Детали машин



Все крепежные резьбы удовлетворяют условию самоторможения ψ < φ’, так как в резьбах этого типа угол ψ подъема резьбы значительно меньше приведенного угла трения φ’. Однако практика эксплуатации машин показывает, что при переменных нагрузках и вибрациях значение коэффициента трения (и, следовательно, угла трения) снижается, и происходит самоотвинчивание гаек и винтов вследствие микросмещений поверхностей трения. Условие самоторможения нарушается.

Стопорение резьбовых деталей осуществляют различными способами, при которых используют дополнительное трение в резьбе или фиксирующие детали и материалы. Иногда применяют комбинацию этих способов.

Дополнительное трение в резьбе

Дополнительное трение в резьбе, создают с помощью контргаек, пружинных шайб, фрикционных вставок в винты или гайки и т. п.

Контргайка (рис. 1, а) устанавливается на шпильку или болт после затяжки соединения основной гайкой. При этом между элементами крепежа создается натяг, способствующий увеличению силы трения в резьбе и между контактирующими плоскостями деталей.

Этот способ практически не используется в машиностроении, а применяется, преимущественно, в быту, поскольку не является эффективным и существенно повышает стоимость соединения за счет дополнительной гайки.

Нередко его применяют совместно с другими способами стопорения резьбовых деталей.

Пружинные шайбы (шайбы Гровера, гроверы) представляют собой один виток цилиндрической винтовой пружины с квадратным сечением и заостренными краями (рис. 1, б, изображение вверху).

Вследствие большой упругости они обеспечивают сохранение сил трения в резьбе, удерживая определенный натяг в соединении. Острые края шайбы, врезаясь в торцевую плоскость гайки и детали, дополнительно препятствуют самоотвинчиванию гайки.

Пружинные шайбы изготовляют разными для правой и левой резьбы.

Пружинные стопорные шайбы изобрел английский инженер Джон Гровер (1836-1892), именем которого иногда и называют эти детали в обиходе. Стопорение пружинными шайбами недостаточно надежно, и при высоких уровнях вибрации не исключает самоотвинчивание соединения.

Самоконтрящимися являются гайки с завальцованным пластмассовым стопорным кольцом. Резьба в кольце образуется при навинчивании на гайки винт.

***



Широко распространены для предотвращения самоотвинчивания фиксирующие детали, т. е. шплинты, проволоку, стопорные шайбы с лапками, которые отгибают после завинчивания гаек или винтов. Подобные устройства обладают достаточно высокой надежностью, простотой конструкции, удобством сборки и разборки соединения.

Некоторые из этих способов приведены на рисунке 1 (в-л): стопорение специальными винтами, вворачиваемыми в гайку, штифтами, шплинтами, различными шайбами.

Приварка и деформирование резьбы

Еще один способ предотвращения самоотвинчивания резьбы – приварка или пластическое деформирование деталей расклепыванием и кернением.

Подобные методы применяют в тех случаях, когда не требуется частый демонтаж соединения в процессе эксплуатации, поскольку соединительные элементы крепежа повреждаются в той или иной степени и, зачастую, требуют замены после разборки и последующей сборки.

Применение клеящих и фрикционных материалов

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений нередко используют склеивающие материалы – пасты, лаки, краски и клеи, которые либо значительно увеличивают коэффициент трения в резьбе, либо склеивают между собой детали крепежа. Склеивающие материалы наносятся на резьбу непосредственно перед завинчиванием.

• Иногда на практике используют комбинацию перечисленных выше способов стопорения крепежных деталей, что позволяет повысить надежность резьбовых соединений от самоотвинчивания.
• ***
• Сварные соединения



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/detali_mashin/11-dm_pezba/index.shtml

Способы стопорения резьбовых соединений применяемые при сборке электродвигателя

При работе электродвигателя может произойти ослабление резьбового соединения в результате самоотвинчивания винтов и гаек. Для предотвращения самоотвинчивания резьбовые соединения после затяжки стопорят. Существует множество различных способов стопорения. Особенно надежным оно должно быть в тех изделиях, которые работают в условиях ударных нагрузок, тряски и вибрации.

Рис. 1. Стопорение резьбовых соединений:а — контргайкой, б — упругой шайбой, в — мягкой проволокой, г — плоскими деформируемыми шайбами, д — шплинтами

Стопорение контргайкой (рис.

1, а) заключается в том, что после затяжки соединения крепежной (основной) гайки на резьбовый конец навинчивается вторая гайка — контргайка. Ее затягивают до плотного соприкосновения с торцом основной. Стопорение про¬исходит под воздействием сил трения в резьбе и на торцовых поверхностях гаек.

Этот способ стопорения недостаточно надежен при повышенных вибрациях и применяется в настоящее время сравнительно редко.

Стопорение упругими шайбами основано на создании постоянных сил трения в резьбе и на торце гайки.

Наиболее часто применяют пружинную шайбу в виде кольца с косым разрезом под углом 15 ° (рис. 1, б). Концы шайбы слегка разведены и выполнены с острыми кромками.

При затяжке шайба сжимается, кромки врезаются в тело гайки и опорную поверхность детали, препятствуя самоотвинчнванию.

Стопорение проволокой применяют для парных винтов (рис. 1, в) и целых групп винтов. Для этого мягкую проволоку продевают в отверстия головок. Концы проволоки скручивают плоскогубцами.

При вязке надо соблюдать следующее правило: натяжение проволоки должно создавать момент в направлении затяжки винтов: для правой резьбы — по часовой стрелке, для левой — против нее.

Жесткое стопорение получается также при применении плоских деформируемых шайб (рис. 1, г) и шплинтов (рис. 1, д). Отвинчивание может произойти только при их деформации или срезе. Один усик шайбы после сборки отгибают на грань детали, фиксируя на ней шайбу, второй — на грани гайки. Шплинт пропускают через отверстие в болте и прорезь в гайке, концы его отгибают.

Применяются также и другие способы стопорения. В последние годы широкое распространение получило стопорение с помощью клея, краски и других составов. Клей наносят на резьбу винта или в резьбовое гнездо детали перед сборкой соединения, краску — на головку винта с заходом на смежную деталь. Перед нанесением состава поверхности обезжиривают.

Источник:

Источник: http://energo.ucoz.ua/publ/30-1-0-329

Резьбовое соединение — это… Что такое Резьбовое соединение?

Резьбовое соединение — разъёмное соединение деталей машин при помощи винтовой или спиральной поверхности (резьбы). Это соединение наиболее распространено из-за его многочисленных достоинств.

В простейшем случае для соединения необходимо закрутить две детали, имеющие резьбы с подходящими друг к другу параметрами. Для рассоединения (разьёма) необходимо произвести действия в обратном порядке.

В резьбовых соединениях используется метрическая и дюймовая резьба различных профилей в зависимости от технологических задач соединения.

Характеристики резьбовых соединений

Достоинства:

• технологичность;
• взаимозаменяемость;
• универсальность;
• надёжность;
• массовость.

Недостатки:

• раскручивание (самоотвинчивание) при переменных нагрузках и без применения специальных устройств (средств).
• отверстия под крепёжные детали как резьбовые так и гладкие вызывают концентрацию напряжений.
• для уплотнения (герметизации) соединения необходимо использовать дополнительные технические решения.

Примечание: коническая резьба обладает свойством герметичности и самостопорения.

Краткая история

Трудно предположить, на каком этапе технологического прогресса застряло бы человечество без появления резьбового соединения.

Возможно, и прогресса как такового вообще не получилось, но мысль на месте не стояла, и в разгар эпохи Возрождения была придумана резьба – нанесение на поверхность металлических деталей спиральных канавок и выступов.

Достаточно достоверно установлено, что первыми резьбовыми деталями стали болты гайки с резьбой на наружной цилиндрической поверхности, возникшие в пятнадцатом столетии. Они соединяли подвижные сегменты брони доспехов и части часовых механизмов.

Станок немецкого первопечатника Иоганна Гутенберга, созданный в период между 1448 и 1450 годами, имел резьбовые соединения, детали его скреплены винтами. Конгруэнтные винтам отдельные детали с резьбой на внутренней стенке цилиндра, специально служащие для крепления, то ест гайки, возникли лишь полторы сотни лет спустя.

В начале семнадцатого столетия появилось резьбовое соединение, сходное с современным. Первоначально, шаг резьбы был дюймовым, и только в начале 19 века французы ввели в обиход метрическую резьбу.

Гайки нашли широкое применение в различных сферах техники, и подобно всякому часто используемому предмету, стали совершенствоваться и изменяться по своей форме, размеру, материалу и функциональному предназначению. Возникли гайки квадратные, восьми- и шестигранные, колпачковые (“глухие ”), прорезные (корончатые), барашковые. Переоценить пользу гаек и болтов трудно, пожалуй, столь же тяжело придумать технологическую сферу, где не использовались бы элементы резьбового соединения, в силу его простоты, надёжности и универсальности.

Классификация резьбовых соединений

• резьбовое соединение при непосредственном скручивании соединяемых деталей (резьба имеется на этих деталях);
• резьбовое соединение при помощи дополнительных соединительных деталей, например, болтов, шпилек, винтов, гаек и т.д;
  • болтовое соединение;
  • винтовое соединение;
  • шпилечное соединение.

Болтовое соединение

Винтовое соединение

Шпилечное соединение

Механические свойства резьбового соединения

Механические свойства болтов, крепёжных винтов и шпилек

Механические свойства болтов, крепёжных винтов и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей по ГОСТ Р 52627-2006 (ISO 898-1:1999) при нормальных условиях характеризуют 11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9 [1].

Первое число умноженное на 100, определяет номинальное значение предела прочности на растяжение в Н/мм², второе число (отделённое точкой от первого) разделенное на 10, — отношение предела текучести к номинальному пределу прочности на растяжение.

Произведение этих чисел, умноженное на 10, определяет номинальный предел текучести в Н/мм².

Механические свойства гаек

Гайки из углеродистых нелегированных и легированных сталей по ГОСТ Р 52628-2006 (ISO 898-2:1992, ISO 898-6:1994) разделяются по классу прочности (d — номинальный диаметр резьбы):

• 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12 — для гаек с нормальной высотой, равной или более 0,8d и крупной резьбой;
• 5; 6; 8; 10; 12 — для гаек с нормальной высотой, равной или более 0,8d и мелкой резьбой;
• 04; 05 — для гаек с номинальной высотой от 0,5d до 0,8d.

• Класс прочности для гаек с нормальной высотой указывает на наибольший класс прочности болтов, с которыми они могут создавать соединение, то есть на первую из цифр в обозначении класса прочности соответствующего болта.
• Для гаек с номинальной высотой от 0,5d до 0,8d первая цифра «0» указывает на более низкую нагрузочную способность резьбового соединения с такой гайкой, а вторая цифра, умноженная на 100, соответствует номинальному напряжению от пробной нагрузки при испытаниях.
• Таблица 1

Механические свойства и маркировка наиболее употребительного крепежа.

Класс
прочности
болта
Материал
Напряжение от
пробной нагрузки
Предел текучести,
не менее
Предел прочности
на растяжение, не менее.
Маркировка
болта
Маркировка
гайки
Класс
гайки[2]
5.8

8.8

10.9

2

5

8

По ГОСТ Р 52627-2006, ISO 898-1:1999
Низко или средне углеродистая сталь	380 МПa	420 МПа	520 МПа	5
Среднеуглеродистая сталь, закалённая и отпущенная	580 МПа	640 МПа, (условный предел текучести)	800 МПа	8
Углеродистая сталь с добавками. Легированная сталь	830 МПа	940 МПа, (условный предел текучести)	1040 МПа	10
По SAE J429[3]
Низко или средне углеродистая сталь	55 ksi[4]	57 ksi	74 ksi	2
Средне углеродистая сталь	85 ksi	92 ksi	120 ksi	5
Легированная сталь	120 ksi	130 ksi	150 ksi	8

Таблица 2

Механические свойства болтов, шпилек, винтов по ГОСТ Р 52627-2006

Болты
Применяемые гайки
Предел прочности
на растяжение Rm, МПа
Предел текучести ReL, Rp0,2, МПа
Относительное удлинение после разрыва A, %
Ударная вязкость KU, Дж/cм2
Твердость по Бринеллю, НВ
Класс прочности
Марка стали[5]
Класс прочности
Марка стали[6]
номин.
мин.
номин.
макс.
3.6

4

4.6

5

4.8

5.6

6

5.8

6.6[7]

8

6.8

8.8

9

9.8
10

10.9
12

12.9
12

10, 10кп	Ст3кп, Ст3сп	300	330	180	25	—	90	238
20	10, 10кп, 20	400	420	240	22	55	114	238
10, 10кп	320	14	—	124
30, 35	Ст5, 15, 15кп, 35	500	520	300	20	50	147	238
10, 10кп, 20, 20кп	400	10	—	152
35, 45, 40Г	20, 20кп, 35, 45	600	600	360	16	40	181	238
20, 20кп	480	8	—
35, 35Х, 38ХА,45Г 40Г2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА, 16ХСН, 20Г2Р	35Х, 39ХА	800	830	640	12	60	238	318
40Х, 40ХГСА, 16ХСН	900	900	720	10	50	276	342
30ХГСА	1000	1040	900	9	40	304	361
30ХГСА, 40ХН2МА	1020	1200	1080	8	30	366	414

Стопорение резьбового соединения

Стопорение — предотвращение самоотвинчивания.

Несмотря на то, что резьба резьбового соединения имеет угол подъёма винтовой линии намного меньше, чем угол трения, вибрация, переменные нагрузки, нарушение технологии способствуют рассоединению (самоотвинчиванию) деталей резьбового соединения. Для предотвращения этого применяются специальные устройства (средства, методы) такие как:

Контрование

Создание дополнительного трения в резьбовом соединении при помощи контргайки. Дополнительно встречается и сочетание с другими способами, т.е. контргайку шплинтуют, обвязывают проволокой, кернят и т.д. Самый простой способ стопорения, недостатком является двукратный расход гаек против положеного.

Шплинтование

Применение деформируемого элемента — шплинта. Шплинт — стальная проволока полукруглого сечения, сложенная вдвое, пропускаемая через радиальное отверстие в резьбе и фиксирующая прорезные и корончатые гайки относительно болта.

Вязка (обвязка) проволокой

Фиксация крепёжных элементов (болтов, гаек) при помощи обвязки проволокой относительно неподвижных элементов конструкции или расположенных рядом однотипных крепёжных элементов.

Установка пружинной шайбы

Установка пружинной шайбы (так называемая шайба Гровера) под гайку или головку болта с созданием дополнительного натяжения в резьбе и предотвращением вращения соединительных деталей.

Стопорящее действие шайбы Гровера основано на врезке острых кромок шайбы в прилегающие к ней поверхности при попытке отворачивания вплоть до начала снятия стружки, что препятствует неконтролируемому прокручиванию гайки или болта после затяжки либо незначительного расслабления резьбового соединения.

Установка стопорной шайбы с лапкой или носком

Стопорение шестигранных болтов и гаек с помощью загибания специальных элементов шайбы.

Приварка, пайка, расклёпывание, кернение

Превращение резьбового соединения в условно разъёмное соединение, приваркой (пайкой) резьбы или гайки (головки болта) к конструкции или путём изменения профиля витка резьбы.

Нанесение на резьбу клея, лаков, краски

Фиксация происходит за счёт адгезии (прилипания, сцепления) при затвердении (полимеризации) клея, лаков, краски.

Этот метод имеет такие достоинства, как быстрый, надёжный, защищает резьбу от внешних воздействий атмосферы. Недостатки: требуется очистить резьбу от грязи и масел перед нанесением на неё связующего состава, низкая химическая стойкость против органических растворителей, кислот и щелочей, а также разрушение связующего элемента от воздействия температуры.

Использование гаек с некруглой резьбой

Это очень простой способ, заключающийся в том, что обычную шестигранную гайку слегка сминают ударом молотка, резьбовое отверстие становится эллиптическим и завинчивается со значительным усилием. При этом возможно повреждение антикоррозионного покрытия болта или шпильки.

Использование анкерных гаек

По сути метод похож на использование гаек с некруглой резьбой. Анкерные гайки имеют разрез с одной стороны вдоль оси.

Отверстие в этом месте слегка сжато, разрезанные участки слегка пружинят и хорошо противостоят самопроизвольному отвинчиванию.

Этот способ наиболее широко используется в авиации. Почти все лючки, съёмные панели на крыльях и фюзеляже привинчиваются винтами к анкерным гайкам. Винтовое соединение может использоваться многократно без ухудшения характеристик. Важным свойством является и то, что доступ к винтам возможен только с одной стороны, и другие способы стопорения резьбы неприменимы.

См. также

Примечания

1. ↑ В утратившем силу в РФ стандарте ГОСТ 1497.4-87 существовал также класс прочности 6.6.
2. ↑ Минимальный класс прочности гайки для данного класса прочности болта, при создании болтового соединения.
3. ↑ Стандарт, применяемый в автомобилестроении.

4. ↑ ksi = 1000 psi = 6,89475729 MPa.
5. ↑ ГОСТ Р 52627-2006 не определяет конкретные марки стали, указывая только на химический состав и некоторые механические свойства. Приведённые в таблице марки стали являются наиболее употребительными в технике для данных классов прочности.

6. ↑ ГОСТ Р 52628-2006 не определяет конкретные марки стали, указывая только на химический состав и некоторые механические свойства. Приведённые в таблице марки стали являются наиболее употребительными в технике для данных классов прочности.

7. ↑ В настоящее время данный класс прочности не применяется, см. Примечание 1.

Литература

1. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5
2. Богданов В. Н., Малежик И. Ф., Верхола А. П. и др.

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/193683