Доставляем по всей России
8-800-333-36-30
+7 (812) 313-22-80, +7 (495) 374-82-70
ПН - ПТ с 9:00 до 17:30 (по Москве)
info@traiv-komplekt.ru
Код клиента
4831
Главная arrow Технический раздел arrow Гайки самостопорящиеся

Гайки самостопорящиеся

Гайки самостопорящиеся с полным правом относятся к крепёжным деталям прогрессивных конструкций, применение их обеспечивает надёжную фиксацию резьбовых соединений без использования таких вспомогательных деталей, как пружинные, стопорные (зубчатые), тарельчатые шайбы или шплинты.

Самостопорящимися называют гайки, обеспечивающие стопорение за счёт дополнительных сил трения, возникающих между деформированными участками резьбы гайки или неметаллической вставки и резьбой стержневой детали – болта, винта, шпильки. Деформированный участок резьбы препятствует свободному (без усилия) завинчиванию или отвинчиванию гайки. Характеристику этого явления называют «преобладающим крутящим моментом» завинчивания гайки на болт до приложения момента затяжки или отвёртывания после снятия усилия затяжки. Величину преобладающего крутящего момента измеряют во время вращения гайки.

Предпочтительный метод изготовления гаек – холодная высадка на многопозиционных автоматах. Прочностные характеристики – такие же, как и для обычных гаев. Гайки класса прочности 5 и 6 термической обработке не подлежат. Гайки классов прочности 8 и 9 могут подвергаться термообработке, а классов прочности 10 и 12 должны подвергаться термической обработке. Гайки могут изготавливаться с защитными покрытиями или без покрытий.

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 50271-92 «Гайки шестигранные стальные самостопорящиеся. Механические и эксплуатационные свойства», разработанный на основе стандарта ISO 2320-83. На гайки самостопорящиеся цельнометаллические имеется ГОСТ Р 50272-92 (соответствует ISO 7042-83), а с неметаллической вставкой – ГОСТ Р 50273-92 (соответствует ISO 7043-83). В ближайшее время эти стандарты должны быть гармонизированы с современными версиями международных стандартов, в частности с ISO 2320-2007. Назовём наиболее распространённые конструкции гаек. Цельнометаллические гайки. Увеличение трения в резьбе достигается за счёт некоторого местного искажения резьбы на небольших участках с помощью операции, которую принято называть «обжатием». Она производиться на специальных автоматах после нарезки (раскатки) резьбы. Обжатие может производиться в радиальном направлении (по граням или по торцевому выступу), в осевом направлении или под углом к оси резьбы со стороны торца или торцевого выступа.

Гайки с неметаллической вставкой (кольцом из полимера). При сборке кольца с корпусом гайки вставку фиксируют от проворота. Внутренний диаметр вставки примерно равен среднему диаметру резьбы. При навинчивании гайки на болт в полимерной вставке выдавливается резьба. Стопорение гайки обеспечивают упругие свойства материала вставки. После снятия гайки резьба во вставке не сохраняет своей формы – частично заплывает, что позволяет сохранять стопорящие свойства при многократных сборках – разборках.

Гайки с резьбовой пружинной вставкой, имеющей обжатый виток, например, на эллипс или многогранник, представляют значительный интерес. Такие вставки обеспечивают эластичный и надёжный зажим гайки на резьбе болта. Крутящие моменты завинчивания и отвинчивания соответствуют требованиям ISO 2320. Эти гайки кроме самостопорящих свойств обладают всеми другими характеристиками: высокие точность и прочность, антикоррозийные свойства, термостойкость.

Самостопорящиеся гайки всех перечисленных конструкций могут быть с фланцем, что способствует повышению надёжности стопорения за счёт увеличения крутящего момента страгивания при отвинчивании.

Эксплуатационные свойства самостопорящихся гаек обеспечиваются регламентированной величиной преобладающего крутящего момента во время 1-го и 5-го отвёртывания, которое не должно быть меньше величин, указанных в соответствующих стандартах. Например, для нормальной гайки М8х1,25 класса прочности 8 (пробная нагрузка 30,4 кН) усилие затяжки составляет 15,9 кН. Преобладающий крутящий момент 1-го завёртывания должен быть не более 6,0 Нм, первого отвёртывания не менее 0,85 Нм, а 5-го отвёртывания не менее 0,6 Нм. При таких показателях гайка признаётся самостопорящейся.

Испытания на величину преобладающего крутящего момента по обычной программе приёмки партии гаек производиться изготовителем по мере их изготовления, а потребителем при входном контроле. Простейшее устройство для измерений, согласно стандартам, состоит из зажимного приспособления для пары болт-гайка. Под гайку устанавливают плоскую шайбу, болт фиксируют от возможного проворота. Длина болта должна быть такой, чтобы, когда гайка касается шайбы, над её поверхностью выступало от 4 до 7 витков резьбы болта, а между опорными поверхностями болта и гайки было расстояние не менее 4d. Для измерения крутящего момента могут использоваться динамометрические ключи или иные инструменты с точностью ± 2 %. Прибор для измерения усилия затяжки должен иметь точность ± 5 % от усилия затяжки. Скорость завёртывания и отвёртывания гайки надо держать постоянной и равномерной, не выше 30 об./мин.

При использовании самостопорящихся гаек надо учитывать, что сборка соединений по заданному крутящему моменту далеко не всегда обеспечивает необходимое (расчётное) усилие затяжки из-за сильного влияния коэффициента трения в резьбе и на опорной поверхности. Разброс достигает ± 25 % и более. Кроме того, надо учесть и величину ожидаемого преобладающего момента. Поэтому при сборке ответственных соединений желательно иметь систему сборки с контролем усилия затяжки. Известно, что крепёжные соединения не создают абсолютного (на 100%) сохранения усилия затяжки из-за релаксации напряжений, наличия дефектов на контактных поверхностях (например, заусенцев) и др. факторов. Многочисленные виброиспытания соединений, например, по методу Юнкера, показывают снижение усилия предварительной затяжки. Через 400 – 600 циклов колебаний в плоскости стыка снижение может составлять для гаек с неметаллической вставкой 13-15%, для гаек обжатых по торцу или на эллипс 15-20%. После этого затяжка стабилизируется. Рассмотренные виды гаек имеют преобладающий момент, как характеристику стопорящих свойств.

Но имеются конструкции гаек, которые не имеет преобладающего момента. Это гайки с зубчатым опорным торцом (чаще всего на фланце). Стопорение возникает непосредственно после завершения процесса затяжки соединения. При затяжке зубья врезаются в поверхность сопрягаемой детали, фиксируя положение гайки. Следует заметить, что гайки с зубчатым торцом по прочности должны быть примерно одинаковы с присоединяемой деталью, иначе обеспечение стопорения не гарантировано. К этому же виду нередко относят и гайки с закатанной (невыпадающей) зубчатой шайбой. Заметим, что обе эти конструкции не стандартизованы и проверить их стопорящие свойства можно только по результатам сравнительных стендовых испытаний или по величине момента страгивания при отвинчивании.

Международные стандарты не устанавливают конструкцию и размеры стопорящих элементов, допуская различные варианты их исполнения. Это обстоятельство объясняет многообразие видов самостопорящихся гаек. Главное, чтобы было обеспечено выполнение требований ISO 2320. Поэтому в разных узлах автомобиля можно увидеть отличающиеся исполнения самостопорящихся гаек.

В 40-х годах прошедшего века появилась новая концепция по подсчету и снижению затрат при производстве и продаже крепежных деталей, автором которой стала американская фирма «Illinoice Tool Works Inc.» (ITW), которая разработала и применила её при производстве самосверлящих винтов «Teks», а также болтов «SEMS», собираемых с шайбами. Эта концепция получила название «In Place Cost» (IPC), что в переводе означает «Цена на месте». Позднее она была взята на вооружение в Европе, в частности шведской фирмой "Bulten AB", которая её усовершенствовала и расширила. IPC включает в себя затраты возникающие начиная с оформления заказа на закупку деталей и кончая установкой на место применения в рабочий узел машины.

Одним из объектов снижения затрат в производстве являются сборочные работы с установкой крепежной детали в определенный узел, а также сервисное обслуживание последнего. Полезно заметить, что в зависимости от типа и класса легкового автомобиля в нём используется 2.5-4 тысячи крепежных деталей, что составляет почти половину всех его комплектующих.

Необходимость обеспечения надежности резьбовых соединений привела к широкому применению на автомобильной и иной технике самостопорящихся крепежных деталей, особенно в ответственных и нагруженных узлах автомобиля: двигателе, тормозной системе, рулевом управлении, подвеске и др. В их числе самостопорящиеся гайки, которым посвящена настоящая статья.

Первые патенты на самостопорящиеся гайки появились в США в 30-х годах прошедшего столетия, а пик изобретений в этом виде крепежных деталей относится к 60- м годам, когда в США и Западной Европе было выдано более 100 патентов и практически началось массовое применение самостопорящихся гаек в промышленной продукции.

Рассмотрим наиболее многочисленный класс цельнометаллических гаек с преобладающим крутящим моментом, имеющих деформированные участки резьбы.

В результате обжатия на деформированном участке изменяется шаг резьбы, ее профиль, уменьшается диаметр резьбового отверстия. На рис. 1 приведены наиболее известные конструкции гаек самостопорящихся деформированных в разных местах.

При обжатии по торцу (группа 1) деформирующий инструмент направляют по оси гайки в зону витков резьбы (а, б, в) или на некотором от них удалении (г). Резьбу деформируют в двух направлениях – осевом и радиальном с уменьшением шага резьбы (а, б, в) и внутреннего диаметра (а, б, в, г).

При обжатии гайки по граням и ребрам (группы 2 и 3) инструмент направляют в радиальном направлении, прилагая его в центральной части грани или у торца, с двух или трех сторон. При этом уменьшается диаметр резьбы. Деформирующий инструмент имеет рабочую форму в виде точки (а), кольца (б), прямоугольника ( в, г), возможны другие геометрические фигуры.

Интересны гайки с увеличенной конусной или сферической фаской у торца.

Деформируют их по конусу (группа 4, группа 6, в) перемещением инструмента в осевом направлении или под углом к оси.

В группе 5 показаны гайки, подвергшиеся комбинированной деформации одновременно по конусу и торцу, по конусу и граням.

Определенный интерес представляют гайки, деформированные на эллипс по краю грани (группа 2, д, е), по коническому или цилиндрическому выступам (группа 6, а, г), или по основанию колпачка (группа 8). Гайку обжимают в радиальном направлении на эллипс, пропуская между вращающимися роликами, или воздействуя на нее с противоположных сторон специальным инструментом.

Гайки цельнометаллические самостопорящиеся деформированные производят фирмы во многих странах мира.

Одна из известных фирм США «Aztech Lock Nut Co.» выпускает их с 1978 года. Это гайки деформированные по граням (группа 2, а), по торцу в двух и более точках (группа 1, г), комбинированно по конусу и торцу (группа 5), а также по прорезным частям выступа на торце (группа 7). Производит она и гайки с нейлоновым кольцом. Фирма «RAMCO» (США) выпускает гайки шестигранные, деформированные по торцу (группа 1, б, в, г), прорезные (группа 7, в).

В Европе с 80-х годов прошлого века шведская фирма «Bulten AB» начала производство самостопорящихся гаек с фланцем деформированных по трем площадкам наРисунок 1конусном выступе (под 120о друг от друга) под товарным знаком «Tri-loc» (группа 6, в), а также с торца по витку резьбы (группа 1, а).

Английская фирма «Crest Industrial» предлагает гайки деформированные по торцу (группа 1, г), по граням (группа 2, в), по ребрам у торца (группа 3), сверху по конусу в двух и трех точках (группа 4, а).

Ещё одна английская фирма «D. S. Fasteners Ltd.» производит гайки, деформированные по ребрам (группа 3), конусу фаски на эллипс (группа 4, б), по торцу (группа 1). Гайки самостопорящиеся производят также фирмы Германии, Франции, Италии, Китая и многих других стран.

Несомненный интерес представляют гайки шестигранные цельнометаллические деформированные в осевом направлении по конусному выступу тремя площадками, типа «Tri-loc», широко применяемые в мировой практике. На рис. 2 изображена конструкция гайки с фланцем такого типа. Принцип ее работы - на рис. 3.

Рисунок 3

Конический участок выступа гайки деформирован таким образом, что верхние торцевые витки резьбы принимают "трех лобулярную" форму в виде трех дугообразных выступов чередующихся с дугообразными впадинами, создающую стопорящий эффект. Величина деформации (D - D1) и толщина конического участка назначаются таким образом, чтобы достичь нужной величины преобладающего крутящего момента завинчивания и отвинчивания. Гайка соответствует классам прочности 8 - 10. На диаграмме (рис. 4) показаны результаты сравнительных виброиспытаний этой гайки (кривая 1) в сравнении с гайкой фланцевой с нейлоновым кольцом (кривая 2) и со стандартной шестигранной гайкой (кривая 3). Гайки имели размер М8, усилие затяжки 15 кН. Частота вибраций - 12.5 Герц, амплитуда колебаний 0.5 мм, продолжительность испытаний - 1200 нагрузочных циклов. Из диаграммы видно, что обе самостопорящиеся гайки (1 и 2) удерживают достаточно высокий уровень усилия затяжки, имеют хорошие стопоряшие свойства. Обычная гайка шестигранная 3 быстро потеряла усилие затяжки.

По мнению специалистов, самостопорящиеся гайки могут быть отнесены к наукоёмким крепёжным изделиям. Несмотря на растущее использование таких гаек в самой разной продукции - автомобилях и велосипедах, тракторах и сельхозмашинах, детских колясках и игрушках, строительных конструкциях и зерносушилках - применяемость их отечественной промышленностью определённо мала. Причина – недостаточная информированность и квалификация разработчиков техники, незначительные объёмы выпуска таких гаек в России. Необходимо значительное увеличение и развитие их производства, сокращение зависимости от закупок за границей. Повсеместное использование самостопорящихся гаек в промышленных изделиях и конструкциях позволяет не только сократить количество крепёжных деталей в соединениях, но и на порядок увеличить надёжность соединений и межремонтное обслуживание техники.

Настоящий материал опубликован:

Бунатян Г.В., Макаров В.А. Самостопорящиеся крепёжные детали. Гайки. (Обзор фирменных конструкций) // Метизы, 2008, № 1 (17), с. 66-72.

 
Контактная информация
Адрес: Санкт-Петербург, Кудрово, Центральная 41
Телефоны: +7 (812) 313-22-80 | +7 (812) 931-79-32
E-mail: info@traiv-komplekt.ru
ICQ: icq 477-734-512

Трайв-Комплект в Москве: +7 (495) 374-82-70

Трайв-Комплект в Екатеринбурге: +7(343) 288-79-40

Трайв-Комплект в Уфе: +7 (347) 257-07-97

Поставки по России: 8-800-333-36-30 (беспл. звонок)

Трайв-Комплект - оптовый склад высококачественного крепежа из Европы

© 2006 - 2016 "Трайв-Комплект"

Данные на сайте представлены для ознакомления и публичной офертой не являются. Уточняйте текущие цены на крепеж и оборудование у специалистов нашей компании.

"Трайв-Комплект" оптовый склад высококачественного крепежа из Европы продает высокопрочный крепеж, дюймовый крепеж, горячеоцинкованный крепеж, полиамидный крепеж, антивандальный крепеж, нержавеющий крепеж, дюймовый крепеж с резьбой UNC и UNF, перфорированный крепеж, латунный крепеж, мебельный крепеж, монтажный крепеж и быстросъемные крепежные изделия.

Каталог по свойствам
Каталог по видам изделий
Каталог по виду материалов
Каталог по направлениям
Каталог по производителям
Каталог по стандартам
Экспресс новости

Итоги квеста «Занимательный кроссворд»

Итоги квеста «Занимательный кроссворд»

Завершился квест «Занимательный кроссворд» и определены победители.
 

Квест "Занимательный кроссворд"

Прими участие в квесте и получи возможность стать обладателем ценного приза.
 

Итоги квеста «Пляшущие человечки»

Итоги квеста «Пляшущие человечки»

Завершился квест «Пляшущие человечки» и определены победители.
 
Наши партнеры
Способы оплаты
Безналичный расчет
Безналичный расчет

Яндекс Деньги
Яндекс.Деньги

Блиц перевод
Блиц перевод СБЕРБАНК


Награды и номинации
Железная сотня поставщиков 2016
О компании
Поставки товаров
Информационный раздел

Подпишись
(на акции и скидки)
E-mail:
Имя:
Самым любимым клиентам,
раз в месяц, мы делаем
уникальные предложения.

Подпишитесь на рассылку и Вы!

Презентация и каталог
Скачать презентацию Трайв-Комплект
Скачать презентацию
о компании (≈ 8 Mb)
Скачать каталог продукции Трайв-Комплект
Скачать каталог
продукции (≈ 3 Mb)
Новости компании

Акция! Специальное предложение на полиамидный крепеж

Акция на полиамидный крепеж

Цены снижены c 6 по 13 декабря.
 

Акция! Специальное предложение на высокопрочные винты!

Специальное предложение на высокопрочные винты

Цены снижены c 30 ноября по 7 декабря.
 

Акция! Специальное предложение на резьбовые шпильки!

Специальное предложение на шпильки

Цены снижены c 24 ноября по 1 декабря.
 

Акция! Специальное предложение на оцинкованные болты и винты!

Специальное предложение на болты и винты оцинкованные

Цены снижены c 9 по 15 ноября.