Основные типы крепежных деталей

Наибольшее распространение среди резьбовых деталей имеют крепежные болты, винты, шпильки, гайки. Болт (рис. 2, а) и винт (рис. 2, б) - стержень с головкой и одним резьбовым концом. Шпилька (рис. 2, в) имеет два резьбовых конца.

Выбор типа соединения определяется прочностью материала соединяемых деталей, частотой сборки и разборки соединения в эксплуатации, а также особенностями конструкции и технологии изготовления соединяемых деталей.

А б в г

Рис. 2. Основные типы крепежных соединений.

Болты применяют для скрепления деталей небольшой толщины при наличии места для расположения головки болта и гайки, а так­же для скрепления деталей из материалов, не обеспечивающих дос­таточную прочность и долговечность резьбы. Их также можно приме­нять при частом завинчивании и отвинчивании. Болты не требуют нарезания резьбы в детали. Возможна установка болтов без зазора. Их устанавливают в отверстия из-под развертки, как правило, с натягом (посадки H7/k6; H7/p6; H7/js6; Н9/f8; H8/u8). Увеличение натяга способствует повышению долговечности соединений при действии переменных нагрузок. Соединения с натягом более дорого­стоящие и могут приводить к повреждению стенок отверстий (рис. 2, г).

Соединения винтом и шпилькой применяют для скрепления дета­лей при наличии доступа монтажного инструмента с одной стороны (к гайке). При этом шпильки используют обычно для соединения деталей корпусов из материалов с невысокой прочностью (чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов), а винты - для соединения дета­лей корпусов из высокопрочных материалов (сталей и сплавов). В силовых конструкциях предпочтение отдают соединениям шпильками.

Для предотвращения повреждения поверхностей соединяемых деталей при завинчивании гаек под них подкладывают шайбы.

КОНСТРУКЦИИ ВИНТОВ

Стержни болтов (винтов) отличаются конструктивным разно­образием. Наиболее распространенной является форма болта, пред­ставленная на рис. 3,а. Болт (рис. 3, б) в отличие от предыдуще­го имеет диаметр стержня несколько больше наружного диаметра резьбы. Такие болты устанавливают в отверстия корпусов без за­зора. В ряде ответственных соединений для увеличения податли­вости применяют полые болты (рис. 3,в) и болты со стержнем умень­шенного сечения (рис. 3, г и д), имеющие центрирующие пояски под головкой (рис. 3, г) или посередине (рис. 3, д). Такие болты луч­ше воспринимают переменные и ударные нагрузки.

Рис. 3. Конструкции болтов.

Для фиксирования деталей на валах и осях применяют устано­вочные винты с резьбой по всей длине стержня и упорным наконечником (рис. 3, е - и).

По форме головки (рис. 4) винты подразделяют на захватываемые инструментом снаружи головки; захватываемые инструментом изнутри и с торца головки; препятствующие провороту.

Рис. 4. Конструкции винтов.

Головки с наружным захватом допускают наибольшую силу затяж­ки, но требуют много места для поворота ключа. Наибольшее рас­пространение получили шестигранные головки (рис. 4, а). В условиях частого завинчивания и отвинчивания применяют квадратные головки (рис. 4, е). Они допускают передачу больших моментов.

В условиях стесненных габаритов применяют винты с головками, имеющими на поверхности шлицы треугольного профиля (рис. 4, з). Эти головки требуют специальных торцовых ключей.

Головки с внутренним и торцовым захватом можно устанавли­вать в углублениях на деталях, что способствует уменьшению габа­ритов конструкций. Такие головки в зависимости от типа ключей выполняют с внутренним шестигранником под ключ (рис. 4, ж); со шлицами под обычную отвертку (рис. 4, б, д, в); с крестообразной шлицей (рис. 4, г).

Преимуществом винтов с внутренним шестигранником является то, что максимальный момент затяжки, допускаемый ключом, соот­ветствует прочности винтов и поэтому при завертывании их нельзя оборвать. Головки под обычную отвертку применяют для винтов малых размеров и для малых сил затяжки.

Головки с крестообразным шлицем можно применять для цилинд­рических и потайных головок.

ФУНДАМЕНТНЫЕ БОЛТЫ (рис. 5) служат для закрепления машин на фундаменте и выполняются в виде длинных стержней с резьбой на конце.

Рас. 5. Конструкции фундаментных болтов.

Болты для оборудования, не подлежащего перестановке, залива­ют цементным раствором или зачеканивают сырым цементным порошком.

Ранее преимущественно применяли болты с отогнутым концом (рис. 5, а) для лучшего сцепления с фундаментом.

В настоящее время широко применяют прямые болты из армату­ры периодического профиля (рис. 5, б) и конические болты (рис. 5, в).

Для переставляемого оборудования при больших динамических нагрузках применяют анкерные болты (рис. 5, г), захватывающие своими головками анкерные плиты, которые заливают в фундамент. Эти болты допускают возможность их выемки без разрушения фунда­мента.

Для переставляемого оборудования используют также болты с цангами (рис. 5, д). Цанга состоит из нескольких конических секторов, соединенных между собой упругим кольцом или проволокой. При затя­гивании болтов цанга расклинивается.

КОНСТРУКЦИИ ШПИЛЕК

Шпильки (рис. 6) применяют в тех случаях, когда в конст­рукции соединения нет места для головки болта или невозможно просверлить сквозное отверстие под болт. Шпильку используют также в тех случаях, когда материал соединяемых деталей не обес­печивает достаточной долговечности резьб при частых сборках и разборках (аллюминиевые или магниевые сплавы, серый чугун). По­садку шпилек в глухие отверстия корпуса можно осуществлять по сбегу резьбы, с упором в дно отверстия или на опорный буртик. В основном используют метрическую резьбу с полем допуска 6d; 6е.

Рис. 6. Конструкции шпилек.

Конструкции жесткой шпильки (рис. 6, а) со стержнем диамет­ром, равным диаметру резьбы, применяют только для коротких шпи­лек. К недостаткам такой шпильки относят жесткость и большую массу.

Для увеличения сопротивления усталости шпильки в соедине­ниях, подверженных повышенным циклическим нагрузкам, вводят разгружающие выточки и шейки (рис. 6, б) на участках перехода от резьбы к гладкой части стержня. С этой же целью можно при­менять полые шпильки (рис. 6, д).

Часто применяют облегченные шпильки (рис. 6, в) с уменьшен­ным диаметром стержня, равным внутреннему диаметру резьбы или меньшим его. Их преимущества заключаются в равнопрочности шпиль­ки в нарезанной и гладкой частях, податливости, меньшей массе.

При завертывании шпильки в корпус из низкопрочного мате­риала необходимо в шпильке создать рабочее напряжение большее, чем в корпусе. Это достигается использованием конструкции шпильки (рис. 6, г), завертываемой с упором в торец корпуса.

КОНСТРУКЦИИ ГАЕК И ШАЙБ

Основным типом гаек являются шестигранные (рас. 7,а). Высо­та нормальных гаек 0,8 d. При частом завинчивании и отвинчивании и больших силах применяют высокие (высота 1,2d) и особо высо­кие (высота 1,6d) гайки.

Рис. 7. Конструкции гаек и шайб.

Гайки, подлежащие стопорению с помощью шплинтов, выполняют корончатыми или прорезными, обычно с увеличенной общей высотой (рис. 7, б).

В случае опасности вытекания жидкости применяют герметизи­рующие гайки (рис. 7, в).

В условиях относительно малых нагрузок преимущественно для фиксирования подшипников на валах применяют круглые установоч­ные гайки со шлицами (рис. 7, г).

Гайки, часто завинчиваемые и отвинчиваемые при малой потреб­ной силе затяжки, выполняют в виде барашка (рис. 7, д) или с на­каткой (рис. 7, е).

Шайбы (рис. 7, ж) предназначены для предохранения при затяжке болтов или гаек от повреждений чисто обработанных участков поверх­ностей соединяемых деталей и обеспечения правильной установки го­ловки болта или гайки при не перпендикулярной поверхности детали относительно стержня болта.

Изготовляемые по ГОСТ 11371-78 круглые шайбы (в виде сплош­ного кругового кольца) выпускают в двух исполнениях: исполнение 1 - без фасок и исполнение 2-е фаской.