- виды стопорения крепёжных деталей Содержание. 1. Виды стопорения………………………………………………..2 2. Стопорение контргайками……………………………………...4 3. Стопорение шплинтами………………………………………...5 4. Стопорение шайбами………………………………………….. 6 4.1. Отгибные шайбы…………………………………………. 6 4.2. Упругие шайбы…………………………………………….7 4.3. Храповые шайбы…………………………………………..8 5. Вязка проволокой……………………………………………… 9 6. Самоконтрящиеся гайки……………………………………10-11 7. Стопорение покрытиями………………………………………12 8. Литература……………………………………………………...13 1.Виды стопорения. Все нарезные крепежные детали машин должны быть надежно застопорены от само­отвертывания. Несоблюдение этого правила приводит к самым серьезным последствиям; известны случаи, когда отвернувшиеся внутри механизма гайка или болт вызывали тяжелые аварии и выводили из строя дорогостоящие агрегаты. Различают два основных способа стопорения. Позитивное (или жесткое) стопорение за­ключается в том, что стопоримая деталь со­единяется со стопорящей деталью жесткой связью — стопором; отвертывание стопоримой детали невозможно без среза, разрушения или деформации стопора. К этому способу отно­сится стопорение шплинтами, отгибными шай­бами, пластинками, вязочной проволокой и т. д. Другой способ заключается в создании по­вышенного трения между стопоримой и сто­порящей деталями; этот способ называют фрик­ционным стопорением. К нему относится стопо­рение контргайками, упругими подкладными шайбами, самоконтрящимися гайками и т. д. Фрикционное стопорение менее надежно, чем позитивное; всегда существует опасность уменьшения силы трения и, как следствие, ос­лабление соединения. По этой причине во всех ответственных соединениях и в соединениях, расположенных внутри машины, применяют только позитивное стопорение (главным обра­зом шплинтами). Менее ответственные соеди­нения, ослабление которых не может вызвать аварии машины, а также наружные (доступные для наблюдения) соединения допускается сто­порить фрикционным способом. Однако в этом случае необходим периодический кон­троль с подтяжкой ослабевших соединений. Разновидностью фрикционного стопорения является упругое стопорение, заключающееся в том, что в соединение вводят упругий эле­мент, постоянно поддерживающий натяжение в системе. Чем больше податливость системы, тем надежнее фрикционное стопорение: сила трения между стопоримой и стопорящей де­талью будет поддерживаться при появлении некоторых остаточных деформаций, вибрациях, пульсациях нагрузки и т. д. При стопорении контргайками система почти не обладает упругостью, при стопорении шайбами Гровера (пружинными шайбами) обладает незначитель­ной упругостью; при некоторых видах фрик­ционного стопорения обеспечивается весьма большая упругость. Существуют и смешанные способы стопорения, в которых сочетаются принципы позитивного и фрикционного стопорения. Таков, например, слу­чай храповых шайб. Здесь стопорение осуществляет­ся отчасти повышенным трением в резьбе в резуль­тате упругой деформации шайбы при затяжке и отчасти созданием жесткой связи между гайками и корпусом в результате врезания зубьев шайбы в торец гайки и опорную поверхность корпуса. Гайку можно стопорить на болт и на корпус (стягиваемую деталь). Различают следующие случаи. 1. Гайка удерживается за резьбу болта. При этом способе между нитками резьбы гайки и болта теми или иными приемами создают повышенное трение, увеличивающее сцепление между гайкой и болтом. К данному способу относят, например, стопорение за счет натяга в соединении, контргайками, упругими под­кладными шайбами, самоконтрящимися упру­гими гайками и т. д. 2. Гайка удерживается за тело болта. При этом способе применяют стопор той или иной формы, который одновременно входит в от­верстия или выемки в теле болта и гайки. К данному способу относят стопорение шплинтами, шайбами с отгибными лапками и т. д. Этот способ стопорения позитивный. 3. Гайка удерживается за корпус. При этом способе создают жесткую или упругую связь между гайкой и стягиваемой деталью (корпу­сом) или установленными на ней элементами. К данному способу относят, например, стопо­рение гаек лепестковыми шайбами с отгибом лепестков на гайку и на корпус, стопорение привертными шайбами с вырезами под гайку, вязку гаек проволокой и т. д. При этом спосо­бе обязательна одновременная фиксация болта от проворота относительно корпуса; иначе возможно самопроизвольное вывертывание болта из гайки. Для болтов и шпилек применимы все возможные способы стопорения: фрикционного, позитивного с фиксацией гайки на тело болта или шпильки, позитивного с фиксацией гайки на. корпус. Для ввертных болтов возможно фрикционное и позитивное стопорение болта на корпус. Во всех случаях целесообразно увеличивать податливость болта. Это повышает надеж­ность стопорения, способствуя сохранению по­стоянного натяга в соединении. Соединения с короткими жесткими болтами быстро ослабевают в эксплуата­ции, так как остаточные деформации, неизбеж­но возникающие со временем в резьбе и на опорных поверхностях, соизмеримы с удлине­нием болта при затяжке; поддерживать по­стоянный натяг в соединениях такого типа не­возможно, особенно в условиях тряски, вибра­ций и пульсации нагрузки. Не помогает в данном случае и позитивное стопорение, шплинты только предупреждают потерю болта или гайки, соединение же с тече­нием времени все равно ослабевает и делается неработоспособным. В тех случаях, когда применение коротких жестких болтов продиктовано необходи­мостью (например, случай крепления отъ­емных листовых элементов рам, облицовок и т.д.), приходится прибегать к периодическо­му осмотру и подтяжке ослабевших соедине­ний (регулярная подтяжка всех болтовых со­единений шасси и корпуса автомашин). Шплинтовку гаек в данном случае не приме­няют, так как она только затруднила бы подтяжку. Рациональное решение задачи состоит в уве­личении податливости системы. Длинные тон­кие упругие болты могут удерживать гайку от самоотвертывания; шплинтов­ка в данном случае является дополнительной мерой предосторожности. Применение длинных болтов, однако, далеко не всегда возможно из-за габаритных условий; в этих случаях прибе­гают к установке специальных упругих эле­ментов. Аналогичный результат дает и повышение упругости стягиваемых деталей. Подобные конструк­ции, разумеется, применимы только в случае если детали изготовлены из прочного мате­риала с высоким модулем упругости. В целях исключения перетяжки соединения вводят ограничители. Величина за­тяжки в данном случае определяется размером зазора, выбираемого при затяжке. Гайки, работающие под постоянным натя­гом сильных пружин испытывают фрикционное стопорение. Однако при работе в условиях вибраций или под динамической нагрузкой целесообразно дополнительно сто­порить гайку тем или иным способом. Глухое стопорение применяют в случаях, когда гайку на болте устанавливают навсегда. Существуют различные способы глухого стопорения: полной или частичной сваркой (пайкой) гайки и болта, раскерновкой), расклепкой или развальцовкой, обжатием удлиненного «воротника» гайки, расклиниванием конца болта кони­ческим штифтом), прошпиливанием гайки и болта штифтом. Наиболее простым способом из указанных является сварка, особенно частичная (доста­точно одной капли расплавленного металла). 2.Стопорение контргайками. С топорение контргайками (рис. 1) приме­няют редко вследствие недостаточной надежности. Этому способу присущ и другой недо­статок: при затяжке контргайка 1 (см рис. 1,I), вытягивая болт, принимает на себя всю нагрузку, в то время как основная гайка раз­гружается. Это заставляет иногда применять обратную схему: контргайку распо­лагают под основной гайкой (см. рис. 1,II), что обеспечивает более благоприятное распре­деление сил. Иногда контргайку делают одной высоты с основной гайкой (рис. 1,III). Контргайки незаменимы в тех случаях, ког­да требуется бесступенчатая фиксация положе­ния гайки на болте, особенно при значитель­ном перемещении гайки вдоль болта. Часто применяют стопорение контргайкой в узлах регулирования осевого натяга подшип­ников качения. При применении конических контргаек увеличивается сцепление между контргайкой и основной гай­кой. Для повышения сцепления в резьбе кони­ческие контргайки снабжают прорезями, уве­личивающими податливость конуса в радиаль­ном направлении. Излишняя податливость конуса может затруднить пол­ную затяжку вследствие заклинивания гайки на резьбе на последних стадиях затяжки. Не­достаток конических контргаек — усложнение обработки посадочных поверхностей конуса и возникновение повышенных напряжений смятия на опорных поверхностях. На рис. 2 изображена упругая контргайка Палнэт (по названию фирмы «Polnut», выпу­скающей эти гайки). Г айку изготовляют из ли­стовой закаленной стали. Она имеет один виток резьбы, образованный отгибом по винто­вой линии внутренних лепестков. К достоин­ствам этой конструкции следует отнести ее малую массу и наличие некоторой упругости, обеспечивающей более надежное сцепление гайки с болтом. В последнее время упругие контргайки выполняют как одно целое с ос­новной гайкой. 3. Стопорение шплинтами. Стопорение шплинтами (шплинтовка) гаек — надежный и очень распространенный способ стопорения, применяемый в наиболее ответственных узлах. На рис. 3 для сравнения с более совре­менными способами шплинтовки гаек приве­ден устаревший способ шплинтовки. Недо­статки этого способа - ослабление болта на рабочем, напряженном участке, ограничен­ность хода гайки в пределах шплинтуемое™. В современных конструкциях (рис. 4) для увеличения хода затяжки (пределов шплинтуемости) в верхней части гайки делают пазы (обычно шесть — по числу граней гайки) глу­биной и, существенно большей диаметра d шплинта. Шплинт, выполненный из проволо­ки полукруглого сечения, вводят в один из па­зов гайки и в поперечное отверстие в верхней, ненагруженной, части болта; концы шплинта отгибают. Применяют два способа установки шплин­тов. При первом способе (рис. 4,I) шплинт устанавливают плоскостью кольца параллель­но оси болта; концы шплинта отгибают: один на грань гайки, другой на торец болта. При втором способе (рис. 4,II) шплинт устанав­ливают плоскостью кольца перпендикулярно к оси болта; концы шплинта отгибают на гра­ни гайки. Первый способ применяют чаще, так как он обеспечивает удобство монтажа и компакт­ность конструкции. Однако второй способ уве­личивает пределы шплинтуемости. Гайки с шестью пазами допу­скают возможность стопорения через каждые 60° поворота гайки. При шаге резьбы ~ 1,5 мм это соответствует вытяжке болта на 0,25 мм; регулировка силы затяжки, как вид­но, получается грубой. Для увеличения дробности фиксации в болте иногда сверлят два взаимно перпендику­лярных отверстия. В этом случае гайка может быть застопорена через каждые 30° поворота. Максимально возможное осевое перемещение гайки вдоль болта между край­ними положениями стопорения составляет t = = h—d (где h — глубина паза; d — диаметр шплинта). Для увеличения пределов шплинтуемости отверстия смещают относительно друг друга на величину s = h — d (не более). Этот способ применяют при длинных болтах, вы­тяжка которых при завертывании гайки может достигать значительной величины (0,5 мм и более). Иногда применяют способ шплинтовки, при котором паз выполняют на конце болта, а от­верстие — в гайке. Шплинты изготовляют из мягкой стали и после однократного употребления заменяют новыми. На практике применяют и по­стоянные упругие шплинты из закаленной стали. Концы упругих шплинтов снаб­жают зубчиками, которые надежно фиксируют шплинт после его установки. 4. Стопорение шайбами. 4.1 Отгибные шайбы. Распространенным способом позитивного стопорения является стопорение отгибными шайбами. Шайбы изготовляют из мягкой листовой стали и снабжают лапками. При установке шайбы под гайку одну из ла­пок фиксируют на стягиваемой детали (чаще всего отгибом на близлежащий уступ крепеж­ного фланца), другую отгибают на грань гай­ки. Получается жесткая связь между гайкой и стягиваемой деталью (стопорение на кор­пус). Помимо отгибки на фланец, практикуют и другие способы фиксации шайбы на стяги­ваемой детали, пользуясь для этого любыми подходящими элементами детали, находящи­мися поблизости от гайки. Иногда фиксирую­щие элементы приходится создавать искус­ственно: лапку заправляют в специально про­деланное поблизости от гайки отверстие, или надевают ее на специально установленный для этой цели штифт, или фиксируют соседним болтом. Ф иксация стопорными шайбами применима для ввертных болтов и для гаек, наверты­ваемых на шпильки. При стопорении гаек, на­вертываемых на болты (рис. 5), необходима одновременная фиксация головки болта от по­ворота. При стопорении одной гайки (рис. 5,I) болт может вывернуться из засто­поренной гайки. Правильная конструкция с фиксацией гайки и болта показана на (рис. 5,II). Фиксация стопорной шайбы на корпусе должна быть надежной и жесткой. Н а рис. 6 показана стопорная шайба с треугольным вырезом на лапке, позволяющим отгибать лапку не только на грань гайки (рис. 6,I), но и на угол шестигранника гайки (рис. 6,II), благодаря чему гайка может быть застопорена не через 60°, а через каждые 30° поворота. Шайбы часто выполняют без лапок, в ви­де круглых, овальных или прямоугольных пла­стинок. Фиксация шайбы на корпусе и гайки в данном случае достигается отгибом краев пластинок; иногда с вырубкой отгибаемых частей, что по­зволяет стопорить бесступенчато. Отгибные шайбы — стопоры разового применения. При каждой перетяжке соединения отгибные шайбы заменяют новыми.