|
По определению <Политехнического словаря> крепежным изделием называют деталь, служащую для образования и фиксации крепежного соединения в машинах и конструкциях. Являясь самыми массовыми из компонентов общемашиностроительного применения, крепежные детали в значительной степени способны влиять на технический уровень и эксплуатационные характеристики промышленных изделий.
Классификация крепежных изделий может проводиться по разным направлениям: резьбовые и не резьбовые, стержневые и с функциональным отверстием, состоящие из одной детали или нескольких, образующих разъемные и неразъемные соединения и другие. Резьбовые крепежные детали: - обеспечивают возможность разборки соединений без разрушения отдельных деталей; - повторно используются для соединений; - устойчивы к внешним нагрузкам; - имеют высокую степень взаимозаменяемости, стандартизации, повторяемости свойств и качества. В таблице приведена предлагаемая классификация функций резьбовых крепежных деталей, а на рисунке показаны примеры некоторых деталей или их элементов. Основные функции едва ли требуют объяснений. Другие, назовем их дополнительными: технологические, конструктивные, сборочные и их сочетания позволяют решить множество задач за счет проявления новых свойств. На некоторых из них остановимся подробнее. Способностью выдавливать (раскатывать) резьбу в гладком отверстии (функция 2.1) обладают крепежные детали, у которых стержень с резьбой имеет не круглое поперечное сечение, а чаще всего с тремя выступами-впадинами, т.е. форму метчика-раскатника, а конец резьбового стержня выполнен с заходной частью и сбегом резьбы на ней. Диаметр исходного отверстия под выдавливание делают примерно равным среднему диаметру резьбы. В последние годы большое распространение получили резьбовыдавливающие болты и винты, позволяющие совместить операции образования резьбы и сборки, они образуют резьбу в сталях и цветных сплавах, в сквозных и глухих отверстиях. Нарезать резьбу в отверстии (2.2) можно, если на резьбовом стержне сделать продольные пазы: в них останется стружка, образуемая при завинчивании. Зачистить резьбу (2.3), например, от грунта и краски можно, не метчиком, как это часто делают, а болтами и винтами с канавками на заходной части. Резьбовыдавливающий крепеж может с успехом выполнять функцию 2 резьбозачистки. Имеются гайки, чаще всего с фланцем, зачищающие резьбу - на заходном витке резьбы они имеют 3 выемки с острой кромкой. Определенное распространение получили сверлящие винты (2.4). На конце у них имеется сверлящая часть, например двухперая, выдерживающая несколько сверлений. Известны крепежные детали способные путем термофрикционной прошивки образовать в тонколистовых и тонкостенных деталях отбортованное отверстие (2.5), выдавить в нем резьбу и завернуться. Нагрев зоны прошивки возникает под воздействием вращаемого винтовертом винта со специальной заходной частью. Отверстие с небольшой отбортовкой, но уже без нагрева, можно получать самонарезающими винтами с особоострым концом. Зачистка контактной опорной поверхности (2.6) и расточка гнезда под головку (2.7) осуществляются крепежными деталями с выступами или зубцами на опорной части. Детали, обладающие функциями 2.1-2.7 проходят термоупрочняющие операции и имеют повышенный класс прочности. Известно, что резьба не обладает свойствами герметизации соединений. Поэтому для ее обеспечения на опорном торце болта или гайки в специально выполненном углублении крепится пластичное кольцо, которое при затяжке сжимается, создавая герметичность (2.8). Стопорение соединений (3.1) одна из важнейших задач крепежных операций . Имеется множество конструкций, обеспечивающих самостопорение. Наиболее распространены гайки - с кольцом из полимера, обжатые по торцу, обжатые по граням или бурту в 2-х (на эллипс) или 3-х точках (зонах), с пружинной вставкой, один виток которой сделан некруглым и другие. Самостопорящимися свойствами обладают винты и гайки повышенной прочности с фланцем и зубчатым торцем, а также резьбовыдавливающий крепеж. Следует заметить, что очень часто для стопорения соединений применяют пружинные и зубчатые шайбы, что, однако, совершенно не обоснованно, особенно для ответственных соединений с крепежом повышенной прочности. Пружинные шайбы в десятки раз уступают надежности самостопорящихся гаек. Шайбы и шплинты обычно называют дополнительными деталями соединений (3.2). Болты, винты и гайки с фланцем исключают применение плоских шайб нормального диаметра. Фланец решает задачу создания оптимальных контактных напряжений под головками (3.3), а также перекрывает увеличенное отверстие в присоединяемой детали (4.3). Пружинные, зубчатые и многие другие стопорные шайбы, а также шплинты становятся не нужными при использовании самостопорящегося крепежа. Если в конструкции узла все же нужны шайбы, например специальные или увеличенных размеров, то их целесообразно сделать невыпадающими (3.4). Для этого отверстие в шайбе выполняют чуть меньше наружного диаметра резьбы и надевают их на стержень перед накаткой. 3 Имеются конструкции гаек и шпилек, которые приклепываются к листовым и тонкостенным элементам конструкции в процессе сборки (3.5). В публикациях они , нередко, именуются по-разному: приклепываемые (заклепочные, вытяжные, гайки-пистоны) гайки, приклепываемые ( заклепочные, вытяжные) шпильки (болты, винты). Все они обладают возможностью установки в местах с односторонним доступом (4.5), используются взамен приварных гаек, шпилек и болтов Монтаж осуществляется с помощью специальных пистолетов - ручных или автоматизированных. Приклепываемые гайки могут со стороны резьбовой части иметь сквозное отверстие и глухое (как у колпачковых гаек). Имеются стержневые крепежные детали, фиксирующиеся от проворота за счет квадратного подголовка или уса под головкой (3.6). Ту же функцию выполняет продольная накатка на шейке под головкой, например, у болтов крепления колес, по которой их запрессовывают в отверстие ступицы. Крутящий момент при сборке от монтажного инструмента к крепежной детали передается через привод - элемент головки или гайки (4.1). Интегральная оценка по 10-ти бальной системе наиболее распространенных форм привода по определяющим характеристикам позволяет расположить их в порядке возрастания надежности: прямой шлиц - 1 балл, крестообразные шлицы типов Н и Z - 1,5 и 2 балла, внутренний шестигранник - 3 балла, наружный шестигранник и внутренний волнистый привод типа ТОRХ - 6 баллов, наружный волнистый привод типа ТОRХ - 9 баллов. Для лучшего попадания в отверстие при сборке на конце стержневой части болтов, винтов и шпилек делают различной формы заходную часть (фаска, конус, цилиндр, цилиндр с конусом или скосом и др.). Это позволяет быстрее найти отверстие и исправить несоосность (4.2). В некоторых случаях требуется затянуть резьбовое соединение определенным моментом и исключить в дальнейшем его разборку - сделать неразборным (4.4). Для этого между верхней шестигранной частью головки и её нижней цилиндрической частью делается проточка, её диаметр рассчитан на предельно допустимый крутящий момент затяжки соединения, при достижении которого шестигранник отламывается. Перечисление менее распространенных функций можно продолжить: выступы на дне шестигранного или волнистого углубления в головке винта закрывают доступ стандартной отвертки, увеличенный уклон левой стороны перьев крестообразного шлица не позволяет отвернуть винт и другие. Подчеркнем, что многие крепежные детали обладают несколькими функциями. Именно многофункциональность является определяющей характеристикой крепежных деталей прогрессивных конструкций. Например, <Болт с шестигранной головкой и фланцем резьбовыдавливающий> - во время сборки заворачивается в гладкое (без резьбы) отверстие, раскатывая стандартную метрическую резьбу; имеет заходный конус на конце стержня; исключает из соединения плоскую шайбу и гайку; самостопорится; 4 перекрывает увеличенное отверстие в присоединяемой детали; создает под опорным фланцем оптимальные контактные напряжения и т.д.. Функции, рассмотренные выше, характерны прежде всего для машиностроения. В других отраслях, например в строительстве, используют многочисленные виды дюбелей, анкеров, крепежных систем для трубопроводов и иных специализированных крепежных изделий, которые тоже содержат резьбовые детали и элементы, но выполняют несколько иные функции и здесь не рассмотрены.  Заключение. 1 На основании обобщения имеющейся информации и опыта совершенствования крепежных деталей и соединений, внедрения прогрессивного крепежа предложена классификация и дано описание функций резьбовых крепежных изделий, применяемых в машиностроении. 2 Знание и понимание функциональных возможностей крепежных деталей позволяет правильно проектировать узлы крепления и технологию их сборки, прогнозировать ремонтопригодность машин и механизмов. 3 Очевидно, что специалисты найдут новые решения в области крепежных деталей и соединений, которые позволят выполнять не упомянутые здесь функции. В этом суть технического развития. |
| < Пред. | След. > |
|---|
