Как называется гайка со шляпкой
Гайки: назначение, использование
и разнообразие видов
Гайка представляет собой определенное крепёжное изделие, имеющее специальное резьбовое отверстие и образующее соединение при помощи болта, винта, либо шпильки. Следует заметить, что гайка появилась гораздо позже болта и винта, без которых сейчас ее невозможно представить.
Первые гайки, как и многие другие крепежные изделия, были изготовлены вручную, поэтому имели непритязательный внешний вид и весьма ограниченное применение. Зачастую гайка подходила только под один болт, поэтому подобрать пару было крайне трудно, и если подобное случалось, то болт и гайку старались держать вместе. Гайки получили широкое распространение с началом промышленной революции. С изобретением паровой машины механики увидели все плюсы использования резьбовых крепежных элементов, благодаря которым повышалась надежность крепления в механизмах машин. Позднее возникла идея взаимозаменяемости болтов, винтов и гаек, потому что основной проблемой оставалось отсутствие единой резьбы, т.к. она делалась ковкой, либо на примитивных токарных станках и ее приходилось доделывать вручную. Резьбонарезной станок был изобретен Ж. Бессоном в 1568 году, тогда-то гайки и болты приобрели еще большую популярность.
Данные крепежные изделия используются, как правило, на механико-сборочных производствах, начиная от производства детских игрушек и заканчивая строительством мостов и небоскребов, а также в других различных инженерных предложениях.
Рассмотрим более подробно основные виды гаек:
1. Шестигранная – наиболее распространенная из всех видов. Она бывает стандартной по ГОСТ 5915-70, низкой ГОСТ 5916-70, высокой ГОСТ 15523-70 и особо высокой ГОСТ 15525-70.
2. Корончатая гайка ГОСТ 5918-70 имеет прорези для фиксации шплинтом.
3. Контргайка ГОСТ 8968-75 представляет собой контрящий элемент для предотвращения развинчивания резьбового соединения.
4. Гайка-барашек ГОСТ 3032-76 применяется для быстрого монтажа разных конструкций (в судостроении).
5. Круглая гайка производит ся по ГОСТ 12460-67 с контрящим винтом, по ГОСТ 6393-73 с отверстиями на торце «под ключ», по ГОСТ 10657-74 со шлицем на торце и т.д.
8. Рым-гайка производится в форме кольца (рыма), у основания которого находится цилиндрическое отверстие с резьбой. Используется для соединения между собой тросов, растяжек, блоков и проч. Благодаря данному кольцу, рым-гайку удобно закрутить без использования специальных инструментов.
9. Квадратная гайка применяется во многих промышленных областях (в анкерных креплениях, в электрике), в судо- и машиностроении, станкостроении, и в самых разных отраслях авиации.
10. Кузовная (закладная) применяется в машиностроении и автомобилестроении.
11. Нажимная широко используется во многих областях промышленности: в машиностроении, приборостроении, судостроении.
Особенно хочется выделить корончатую гайку, которая по своему внешнему типу является разновидностью шестигранной. Верхняя часть данной гайки сделана в виде цилиндра с радиальными прорезями под шплинт. При этом корончатая гайка широко применяется для надёжного крепления деталей в различных конструкциях вместе с шайбами и болтами соответствующих размеров. Прорезная корончатая гайка используется для крепления деталей, которые подвергаются существенным динамическим нагрузкам и вибрациям.
Также необходимо пару слов сказать о том, что такое контргайка. Ее применение обусловлено в двух случаях: когда контргайка навинчивается сразу за гайкой на тот же болт и препятствует отвинчиванию первой или в сантехнических работах. Во второй ситуации контргайка навинчивается на сгон, препятствуя разъединению его с трубой.
Таким образом, каждый вид гаек имеет свои особенности, а также сферы применения.
Гайки. Типы гаек. Шлицевые гайки. Кольцевые гайки
На рис. 144 и 145 приведены гайки различных типов; прорезные (рис. 144, I); корончатые (рис. 144, II); прорезные с укороченным шестигранником (рис. 144, III); с конической коронкой (рис. 144, IV); с укороченными шестигранниками (рис. 145, I); с заходным конусом под торцовый ключ (рис. 145, II); с конической и сферической опорными поверхностями (рис. 145, III, IV).
В зависимости от назначения гайки могут иметь различную высоту от 0,3d до 1,25d (d — диаметр резьбы). Низкие гайки применяют в качестве контргаек и для слабонагруженных соединений, высокие гайки — для сильнонагруженных соединений, а также для часто разбираемых соединений. Для средних условий работы применяют гайки высотой (0,8—1)d. При этих соотношениях приблизительно соблюдается условие равнопрочности гайки и нарезного стержня.
На рис. 146—153 показаны гайки с разными формами завертных элементов; на рис. 154 — гайки с внутренними завертными элементами (шестигранником, шлицами), применяемые в случаях, когда требуется силовая затяжка при ограниченных радиальных габаритах; на рис. 155 — колпачковые гайки, применяемые в случаях, когда требуется обеспечить герметичность резьбового соединения; на рис. 156, 157 представлены гайки с наружной резьбой.
Шлицевые гайки. Конструкция цилиндрическом гайки с мелкими треугольными шлицами по образующим (рис. 158) является прогрессивной.
Такие гайки в будущем, возможно, вытеснят шестигранные. Их основное преимущество заключается в более благоприятном распределении сил при затягивании гайки. Из рис. 159 видно, что плечо сил, действующих при затяжке на шлиц треугольного профиля с углом при вершине 60°, примерно в 2 раза больше, чем в случае затяжки шестигранной гайки.
Число шлицев на окружности гайки может в 6—7 раз превышать число граней шестигранника. Следовательно, при одинаковом моменте затяжки сила, приходящаяся на каждый шлиц, будет в 12—15 раз меньше, чем сила, действующая на грань шестигранной гайки при затяжке трубчатым ключом, и в 36—45 раз меньше, чем при затяжке накидным ключом. Опасность смятия поверхностей затяжки, столь реальная у шестигранных гаек, в данном случае исключается. Благодаря форме завертных элементов исключается и опасность срывания ключа при затягивании.
Другое преимущество заключается в возможности проворачивания гайки при затяжке практически на любой угол, что облегчает завертывание в тесных местах, где размах ключа ограничен.
Шлицевые гайки при одинаковом диаметре резьбы имеют меньшие радиальные габариты и меньшую массу, чем шестигранные гайки. Недостаток шлицевых гаек в том, что их можно завертывать только трубчатым ключом.
При проектировании крепежных узлов со шлицевыми гайками следует предусматривать над гайкой свободное пространство для надевания трубчатого ключа. Высоту этого пространства при завертывании открытым трубчатым ключом можно сократить уменьшением толщины ключа. Уменьшение высоты шлицев (рис. 160, I—III) облегчает манипулирование ключом: при снятии и повторном надевании ключ центрируется цилиндрической частью гайки. Возможно также применение специальных ключей с разводными губками, допускающими подход к гайке сбоку.
Запас прочности на смятие у шлицевых гаек (рис. 161, I) настолько велик, что можно без большого ущерба для надежности сократить число шлицев (рис. 161, II—IV). Масса гайки при этом уменьшается; преимущества при завертывании гайки сохраняются в полной мере, если шлицы на ключе нарезаны по всему периметру.
При конструировании шлицевых гаек рекомендуется соблюдать следующие соотношения (рис. 162):
1) диаметр гайки по впадинам шлицев D1 = (1,35—1,50)d где d — номинальный диаметр резьбы; верхний предел (1,5) относится к малым гайкам, нижний — к средним и большим;
2) наружный диаметр гайки по выступам шлицев D = (1,10—1,15)D1; здесь верхний предел также относится к малым гайкам, нижний — к средним и большим;
3) высота гайки Н = (0,8—1,0)d.
Шлицевые гайки (рис. 160) стопорят чаще всего шплинтами.
Кольцевые гайки. Кольцевые гайки применяют для затяжки насадных деталей, подшипников качения и подобных деталей на валах большого диаметра.
К этому типу гаек относятся гайки, называемые по ГОСТ 11871—80 круглыми шлицевыми.
Особенность кольцевых гаек — относительно малая высота при большом диаметре. Вследствие большого диаметра резьбы гайка обычной высоты получается избыточно прочной и очень тяжелой.
Нетрудно определить высоту гайки, необходимую по условию равнопрочности гайки и вала (для случая полого вала).
Условие равнопрочности полого вала, работающего на растяжение от действия силы затяжки, и резьбового пояса, работающего на срез от действия той же силы, имеет следующий вид:
где [τ] — допустимое напряжение среза в резьбе; [σр] — допустимое напряжение растяжения вала; Н — длина работающего пояса резьбы (высота гайки); Dcр и D0 — соответственно средний диаметр резьбы и диаметр отверстая в вале.
Для средних условий, учитывая концентрацию напряжения в витках резьбы, можно принять, что допустимое напряжение среза в резьбе в 2 раза меньше допустимого напряжения растяжения для вала. Тогда
Из этого выражения видно, что высота гайки уменьшается с увеличением диаметра отверстия вала (рис. 163).
При стандартизации кольцевых гаек трудно учитывать фактор D0/Dcp; обычно высоту гаек устанавливают только в зависимости от диаметра D резьбы. При этом высота Н гаек (рис. 164) составляет примерно (0,15—0,25)D (меньшие значения относятся к гайкам большого диаметра, а большие — меньшего диаметра).
Из-за малой высоты кольцевых гаек в них используют только резьбы с мелким шагом. Применение крупных резьб (рис. 165, I) привело бы к уменьшению общего числа ниток на гайке с понижением прочности (вследствие относительного уменьшения числа ниток с полным профилем), ухудшило бы осевое направление гайки по валу и, кроме того, ослабило бы вал из-за уменьшения внутреннего диаметра резьбы.
Шаг s резьбы у кольцевых гаек обычно принимают примерно равным (0,015—0,050)D, где D — диаметр резьбы; верхний предел относится к резьбам малого диаметра (20—50 мм), нижний — к резьбам большого диаметра (100—120 мм). При проектировании кольцевых гаек рекомендуется шаг резьбы (и высоту гайки) выбирать с таким расчетом, чтобы общее число ниток на гайке было не менее 5—6 (рис. 165, II).
Как и во всех резьбовых соединениях, следует предусматривать запасы резьбы по обе стороны от номинального положения гайки. Рекомендуемые величины запасов приведены на рис. 166.
Размер гайки по впадинам шлицев, определяющий минимальную толщину рабочего кольца гайки, выполняют равным S = (1,2—1,3)D. Наружный диаметр гайки D2 колеблется в пределах
Участки гайки, на которых расположены пазы, не должны выходить на опорную поверхность торца гайки, так как при сминании боковых граней пазов при затяжке или отвертывании гайка не будет плотно прилегать к затягиваемой детали. Для этого делают выточки или фаски, односторонние или (лучше) двусторонние (рис. 167). Наружный диаметр D1 опорной поверхности должен быть меньше размера S между впадинами пазов по крайней мере на 0,5—1 мм.
На рис. 168 представлены кольцевые гайки с внутренней резьбой и с различным расположением завертных пазов; на рис. 169—177 — гайки с завертными элементами других типов.
Чаще всего применяют гайки с наружными пазами, число которых колеблется в пределах 4—12. Такие гайки завертывают накидными «рожковыми» ключами (рис. 178, I) или ключами с торцовыми (рис. 178, II) или внутренними радиальными (рис. 178, III) зубьями.
Число и форма пазов и выступов гайки заметно влияют на ее массу. В машинах, где требование уменьшения массы стоит на первом плане и где применяется большое число кольцевых гаек, конструкции пазов уделяют значительное внимание.
На рис. 179 приведены относительные массы гаек с пазами различной конструкции. За единицу принята масса гайки с четырьмя пазами. Как видно из рис. 179, I—IV, простое увеличение числа пазов позволяет значительно уменьшить массу. Масса гайки с двенадцатью пазами (рис. 179, IV) составляет 86% массы гайки с четырьмя пазами (рис. 179, I). Дальнейшее уменьшение массы достигается выборкой нерабочих участков выступов между пазами (рис. 179, V), уменьшением высоты и ширины выступов (рис. 179, VI) и уменьшением их числа (рис. 179, VIII).
Наиболее выгодна конструкция (рис. 179, IX) с небольшим числом выступов треугольного профиля; масса гайки составляет 53% массы исходной гайки. Профили пазов, изображенные на рис 179, V—IX, могут быть получены высокопроизводительным способом обката с применением червячной профильной фрезы.
Гайки, конструкция которых изображена на рис. 179, VI—IX, завертывают только трубчатыми ключами.
При затяжке кольцевыми гайками насадных деталей нужно, чтобы торец гайки опирался в деталь не менее чем на 3/4 своей высоты (размер S на рис. 180, I). Если высота ступеньки на валу не позволяет осуществить это условие, между гайкой и деталью устанавливают массивную подкладную шайбу (рис. 180, II).
Важно, чтобы подкладная шайба была центрирована. На рис. 181, I показана неправильная установка: шайба может сместиться в выточку за резьбой. На рис. 181, II—IV показаны способы центрирования шайбы, из которых самым простым является способ центрирования по наружному диаметру резьбы (рис. 181, II).
В случаях, когда необходим равномерный нажим на затягиваемую деталь, применяют сферические подкладные шайбы (рис. 182). Другие способы решения этой задачи — соблюдение строгой перпендикулярности между торцом гайки и средним диаметром резьбы или применение резьбы с осевыми и радиальными зазорами н витках, позволяющими гайке несколько самоустанавливаться на валу.
На рис. 183—188 приведены конструкции круглых гаек с наружной резьбой, различной формы и с различными элементами для завинчивания.
Гайка
Гайка — крепёжное изделие в виде детали с резьбовым отверстием, образующее соединение с помощью винта, болта или шпильки. Гайки бывают двух видов исполнения резьбы: метрическим или дюймовым.
Содержание
Описание
Обычно, гайки изготавливаются шестигранной формы под гаечный ключ, но могут быть и квадратными, круглыми с насечкой, с выступами под пальцы («барашки») или другой формы.
Гайки из углеродистых нелегированных и легированных сталей разделяются по классу прочности 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12 — для гаек с нормальной высотой, равной или более 0,8d; 04; 05 — для гаек с номинальной высотой от 0,5d до 0,8d. Класс прочности обозначен числом при умножении которого на 100 получают значение напряжения от испытательной нагрузки в МПа и указывает на наибольший класс прочности болтов, с которыми они могут создавать соединение. При этом сочетании, происходит разрушение стержня болта раньше, чем резьбы, что позволяет легко выявить разрушение крепёжного изделия.
Гайки, как правило, производятся на станках-автоматах из автоматной стали.
Области применения
В основном гайки применяются в механико-сборочных производствах от конструктора детского автомобиля до строительства мостов и других инженерных идей. Гайка имеет множество разновидностей и названий от сантехники и прочих наименований таких как :
Нестандартное использование
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Гайка» в других словарях:
ГАЙКА — жен. металлическое кольцо, обод, обручь, нагоняемый на деревянную или иную вещь, для скрепы. На ножевые черенья и колодочки долот набиваются гайки. | Железная пластинка со сквозной дырой, образующая при заклепках супротивную шляпку; для винтов… … Толковый словарь Даля
ГАЙКА — деталь с внутренней резьбой, образующая с винтом (болтом) винтовую пару. Крепежные гайки, навинчиваемые на болт или шпильку, составляют болтовое соединение. Гайка ходового винта служит для сообщения поступательного движения, напр. суппорту или… … Большой Энциклопедический словарь
ГАЙКА — ГАЙКА, и, жен. Навинчивающаяся на винт или болт скрепляющая деталь (обычно многогранная металлическая плашка со сквозным отверстием). • Гайка слаба у кого (прост.) о том, кто слаб, у кого не хватает сил на какое н. дело. Гайки закрутить (прост.)… … Толковый словарь Ожегова
ГАЙКА — ГАЙКА, гайки, жен. (тех.). Многогранная металлическая пластинка с отверстием, имеющим винтовую нарезку внутри. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ГАЙКА — (Nut) деталь, навертываемая на нарезку болта или винта. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
гайка — сущ., кол во синонимов: 13 • барашек (12) • бонка (5) • гаечка (5) • … Словарь синонимов
гайка — – навинчивающаяся скрепляющая деталь. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
Гайка — Гая Словарь русских личных имен. Н. А. Петровский. 2011 … Словарь личных имен
гайка — Крепежное изделие с резьбовым отверстием конструктивным элементом для передачи крутящего момента. Примечание. Конструктивным элементом гайки для передачи крутящего момента может быть многогранник, накатка на боковой поверхности, торцевые и… … Справочник технического переводчика
Гайка — – крепежное изделие с резьбовым отверстием конструктивным элементом для передачи крутящего момента. Примечание. Конструктивным элементом гайки для передачи крутящего момента может быть многогранник, накатка на… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
ГАЙКА — замыкающая крепёжная деталь резьбового соединения или деталь винтового механизма, имеющая резьбовое отверстие и участвующая в передаче движения; по форме различают: Г. четырёх и шестигранные, круглые, корончатые, Г. барашки, накидные. В некоторых … Большая политехническая энциклопедия
Виды гаек, их применение и характеристики
Где применяют гайки
Рис. А. Гайки, применяемые в машиностроении
Высокие гайки (высота равна 0,8d) служат для соединений, работающих на растяжение и воспринимающих большие знакопеременные нагрузки. Часто для таких соединений используют «усиленные» гайки, имеющие высоту, равную 1,2d. Это существенно повышает ползучесть соединения, исключает разрушение соединений по срезу витков резьбовой пары болт — гайка, это дает полное использование прочности болта при работе на растяжение.
Высокие гайки от диаметра 12 мм и более в целях снижения массы конструкций выполняют с цилиндрической проточкой шестигранника, имеющей размер, приблизительно равный размеру под ключ.
Низкие гайки используют в соединениях, воспринимающих небольшие растягивающие нагрузки, а также в соединениях, работающих на срез.
Прорезные шестигранные гайки применяют в ответственных соединениях, работающих в условиях вибрационных нагрузок. Стопорение их на болте осуществляется: шплинтами или проволокой. Для этих же целей часто используют шестигранные гайки с бонкой, завальцовываемой на болт (рис. А, а).
В декоративных целях применяют глухие шестигранные гайки. Гайки глухие для запрессовки используют в разъемных соединениях, где монтажные подходы к гайке затруднены. Круглые сферические гайки применяют как декоративные и для исключения изгибающих нагрузок на болт в соединении. Гайку-барашек используют для быстроразъемных соединений, а также в откидных болтах и т. д. (рис. А, б).
Гайки круглые с внутренней и наружной резьбой, со шлицами на торце и по периметру широко применяют в соединениях диаметром 14 мм и более. Меньшие масса и габариты круглых гаек по сравнению с шестигранными гайками позволяют значительно уменьшить массу конструкций в целом. Гайки круглые с внутренней резьбой и шлицами на торце (как правило, 2 шлица) широко используют и малых диаметров, начиная с 1,4 мм, обеспечивая такие же преимущества соединений (рис. А, в).
Для исключения самоотвинчивания резьбовых соединений при эксплуатации в большинстве случаев требуется их стопорение. Однако утяжеление конструкций, невысокая надежность стопорення, большая трудоемкость изготовления и монтажно-сборочных работ по выполнению стопорения резьбовых пар обусловили создание и широкое внедрение во всех отраслях машиностроения самоконтрящихся гаек. Основа стопорения самоконтрящимися гайками — создание гарантированного натяга и увеличение трения в резьбовой паре за счет деформирования резьбовой части гайки или использования безрезьбовых упругих вкладышей.
Типовая самоконтрящаяся гайка представляет собой обычную шестигранную или другую гайку с тонкостенным резьбовым цилиндрическим участком на неопорном торце — бонкой. Бонка имеет продольные прорези (4—6), деформируемые по периметру конусной оправкой для создания натяга в резьбовой паре (т. е. контрящих свойств гайки). Такие гайки называются самоконтрящимися прорезными гайками (рис. А, г, е). В зависимости от условий эксплуатации используют следующие самоконтрящиеся прорезные гайки: шестигранные высокие и низкие, двенадцатигранные, круглые с накаткой под запрессовку, если конструкция узла допускает увеличение отверстия в соединяемой детали, а подход для установки гайки затруднен.
Сейчас ввиду высокой трудоемкости фрезерования шлицев прорезные самоконтрящиеся гайки, особенно типоразмеров М3—М10, практически вытеснены более технологичными, но не уступающими им по надежности стопорения самоконтрящимися гайками с неразрезной деформированной бонкой (рис. А, д, е). Самоконтрящиеся гайки с неразрезной бонкой применяют также высокие и низкие, под запрессовку, двенадцатигранные, с пазовой конфигурацией и др. Область применения высоких и низких самоконтрящихся гаек, двенадцатигранных и с пазовой конфигурацией определяется теми же условиями эксплуатации, что и обычных гаек.
В соединениях, работающих преимущественно на срез, широко используют шестигранные самоконтрящиеся гайки без бонки, с опорным буртиком и уменьшенным размером шестигранника под ключ (тонкостенный шестигранник). Самостопорение таких гаек достигается деформированием непосредственно шестигранника (см. рис. А, д). В условиях автоматизированной сборки резьбовых соединений применяют самоконтрящиеся гайки с шайбой, завальцованной на опорный буртик.
Рис. B. Гайки самоконтрящиеся герметичные с фторопластом (а) и с нейлоновым вкладышем (б)
Герметичная самоконтрящаяся гайка изображена на рис. В, а. Герметизирующий вкладыш на основе фторопласта монтируется в расточке гайки с натягом и выступает над торцом на 0,5—0,8 мм. При сборке соединения конусный переход от резьбы к гладкой части болта плотно с натягом входит внутрь вкладыша, герметизируя резьбу по внутреннему и наружному диаметрам вкладыша. Выступающая из гайки часть при затяжке герметизирует соединение по плоскости стыка. Стопорение обеспечивается обжатием гайки по двенадцатиграннику.
Самоконтрящаяся шестигранная гайка с упругим нейлоновым вкладышем представлена на рис. В, б. Нейлоновый вкладыш завальцован в верхней части гайки. Внутренний диаметр вкладыша приблизительно равен внутреннему диаметру резьбы болта. Резьба во вкладыше формируется болтом при его ввинчивании, обеспечивая необходимый натяг для стопорения резьбовой пары. Гайки с нейлоновым вкладышем могут быть круглые, двенадцатигранные, ушковые и т. д.
В Российской промышленности получение контрящего элемента самоконтрящихся гаек осуществляется обжатием бонки на заданную величину в двух точках, в двух точках по эллипсу или в трех точках параллельно оси или под углом 12—16°. Возможно получение контрящего элемента осадкой бонки (рис. С). Точность резьбы гаек 5Н6Н.
Самоконтрящиеся гайки сохраняют работоспособность при многократных переборках резьбовых соединений. Нормируются максимальный момент первого завинчивания гайки и минимальный момент пятнадцатого отвинчивания (М1зав и М15отв). В отечественной промышленности они соответствуют значениям, указанным в табл. 1. Нормативы ИСО по моменту пятнадцатого отвинчивания выше за счет использования точных резьб: для болтов 4h6h, для гаек 4H5H.
Нормативы контрящих свойств самоконтрящих гаек
Были проведены исследования резьбовых пар М6 из стали З0ХГСА с резьбами 4h6h—4H6H и 6e—5H6H, используемыми в отечественной промышленности. При этом показано, что 35 эксплуатационных переборок (затяжка соединения заданным моментом, выдержка при 250 °С в течение 1 ч) выдержали все 100% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 4h6h—4H5H и только 50% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 6е—5H6H. Средние значения моментов отвинчивания самоконтрящихся гаек резьбовой пары 4h6h—4H5H на 32— 80% больше резьбовой пары 6е—5H6H. Это обеспечивает более высокую стабильность стопорения резьбового соединения в течение пятнадцати эксплуатационных переборок. Для самоконтрящихся гаек из жаропрочных материалов, эксплуатируемых при высоких температурах, как правило, надежное стопорение резьбовых соединений ограничивается пятью эксплуатационными переборками.
Окончательный контроль качества самоконтрящихся гаек заключается в замере моментов завинчивания и отвинчивания. Это позволило зарубежным фирмам при стандартизации самоконтрящихся гаек в рамках ИСО не задавать в конструкторской документации наружный диаметр бонки, высоту, величину и форму обжатая, оставив эти вопросы на усмотрение изготовителя.
С целью снижения трудоемкости монтажно-сборочных работ, повышения эксплуатационных характеристик изделия применяют самоконтрящиеся ушковые гайки, неподвижные и плавающие в обойме (рис. D). Неподвижные ушковые самоконтрящиеся гайки изготавливают в двухушковом, одноушковом и угловом исполнениях (рис. D, а) и применяют для крепления люков, панелей и т. п.
Рис. D. Гайки самоконтрящиеся ушковые, неподвижные и плавающие
Крепление гайки к соединяемой детали осуществляется двумя заклепками. Их изготавливают вытяжкой из листового материала на многопозиционных прессах или холодной высадкой из проволоки. Контрящие свойства обеспечиваются за счет обжатия бонки, а герметичных глухих ушковых самоконтрящихся гаек — за счет обжатия резьбовой части колпачка (рис. D, б). Для герметичных отсеков используют и обычные ушковые гайки, вулканизированные резиной (см. рис. D, б). Гайки самоконтрящиеся в обойме (рис. D, в, г) позволяют компенсировать технологические погрешности, неизбежные при сборке крупногабаритных деталей сложной конфигурации. Крепление гайки на обойме осуществляется в пазах или прорезях, ограничивающих ее перемещение и исключающих выпадение из обоймы. В зависимости от типоразмера минимальное перемещение гайки в плоскости обоймы составляет 0,5—1,0 мм. Варианты исполнения обоймы определяются, как правило, конструкцией изделия. Кроме рассмотренных, широко применяют гайки самоконтрящиеся плавающие на кронштейне, плавающие в обоймах-прищепках (рис. 4, д, е) и др.
В некоторых отраслях промышленности нашли широкое применение профили с самоконтрящимися плавающими гайками (рис. E). Прессованные профили изготавливают из алюминиевых сплавов, гнутые профили — из стального листа. Фиксацию положения гаек на профиле осуществляют местными выштамповками (см. рис. E, а) или лапками, отогнутыми по надрезам (см. рис. E, б).
Длину профиля с самоконтрящимися плавающими гайками определяют конструкцией изделия, и она может достигать 1,5 м. Крепление профиля к соединяемой детали осуществляется заклепками с шагом 150—250 мм. Применение профилей с самоконтрящимися плавающими гайками позволяет уменьшить массу конструкции, а также повысить прочность соединения. Прочность повышается за счет уменьшения количества отверстий под заклепки в соединяемых деталях.
Где применяют гайки
При разных условиях эксплуатации, а также при различных величинах и характеров нагрузок, воспринимаемых соединением, применяют следующие гайки:
Рис. А. Гайки, применяемые в машиностроении
Высокие гайки (высота равна 0,8d) служат для соединений, работающих на растяжение и воспринимающих большие знакопеременные нагрузки. Часто для таких соединений используют «усиленные» гайки, имеющие высоту, равную 1,2d. Это существенно повышает ползучесть соединения, исключает разрушение соединений по срезу витков резьбовой пары болт — гайка, это дает полное использование прочности болта при работе на растяжение.
Высокие гайки от диаметра 12 мм и более в целях снижения массы конструкций выполняют с цилиндрической проточкой шестигранника, имеющей размер, приблизительно равный размеру под ключ.
Низкие гайки используют в соединениях, воспринимающих небольшие растягивающие нагрузки, а также в соединениях, работающих на срез.
Прорезные шестигранные гайки применяют в ответственных соединениях, работающих в условиях вибрационных нагрузок. Стопорение их на болте осуществляется: шплинтами или проволокой. Для этих же целей часто используют шестигранные гайки с бонкой, завальцовываемой на болт (рис. А, а).
В декоративных целях применяют глухие шестигранные гайки. Гайки глухие для запрессовки используют в разъемных соединениях, где монтажные подходы к гайке затруднены. Круглые сферические гайки применяют как декоративные и для исключения изгибающих нагрузок на болт в соединении. Гайку-барашек используют для быстроразъемных соединений, а также в откидных болтах и т. д. (рис. А, б).
Гайки круглые с внутренней и наружной резьбой, со шлицами на торце и по периметру широко применяют в соединениях диаметром 14 мм и более. Меньшие масса и габариты круглых гаек по сравнению с шестигранными гайками позволяют значительно уменьшить массу конструкций в целом. Гайки круглые с внутренней резьбой и шлицами на торце (как правило, 2 шлица) широко используют и малых диаметров, начиная с 1,4 мм, обеспечивая такие же преимущества соединений (рис. А, в).
Для исключения самоотвинчивания резьбовых соединений при эксплуатации в большинстве случаев требуется их стопорение. Однако утяжеление конструкций, невысокая надежность стопорення, большая трудоемкость изготовления и монтажно-сборочных работ по выполнению стопорения резьбовых пар обусловили создание и широкое внедрение во всех отраслях машиностроения самоконтрящихся гаек. Основа стопорения самоконтрящимися гайками — создание гарантированного натяга и увеличение трения в резьбовой паре за счет деформирования резьбовой части гайки или использования безрезьбовых упругих вкладышей.
Типовая самоконтрящаяся гайка представляет собой обычную шестигранную или другую гайку с тонкостенным резьбовым цилиндрическим участком на неопорном торце — бонкой. Бонка имеет продольные прорези (4—6), деформируемые по периметру конусной оправкой для создания натяга в резьбовой паре (т. е. контрящих свойств гайки). Такие гайки называются самоконтрящимися прорезными гайками (рис. А, г, е). В зависимости от условий эксплуатации используют следующие самоконтрящиеся прорезные гайки: шестигранные высокие и низкие, двенадцатигранные, круглые с накаткой под запрессовку, если конструкция узла допускает увеличение отверстия в соединяемой детали, а подход для установки гайки затруднен.
Сейчас ввиду высокой трудоемкости фрезерования шлицев прорезные самоконтрящиеся гайки, особенно типоразмеров М3—М10, практически вытеснены более технологичными, но не уступающими им по надежности стопорения самоконтрящимися гайками с неразрезной деформированной бонкой (рис. А, д, е). Самоконтрящиеся гайки с неразрезной бонкой применяют также высокие и низкие, под запрессовку, двенадцатигранные, с пазовой конфигурацией и др. Область применения высоких и низких самоконтрящихся гаек, двенадцатигранных и с пазовой конфигурацией определяется теми же условиями эксплуатации, что и обычных гаек.
В соединениях, работающих преимущественно на срез, широко используют шестигранные самоконтрящиеся гайки без бонки, с опорным буртиком и уменьшенным размером шестигранника под ключ (тонкостенный шестигранник). Самостопорение таких гаек достигается деформированием непосредственно шестигранника (см. рис. А, д). В условиях автоматизированной сборки резьбовых соединений применяют самоконтрящиеся гайки с шайбой, завальцованной на опорный буртик.
Рис. B. Гайки самоконтрящиеся герметичные с фторопластом (а) и с нейлоновым вкладышем (б)
Герметичная самоконтрящаяся гайка изображена на рис. В, а. Герметизирующий вкладыш на основе фторопласта монтируется в расточке гайки с натягом и выступает над торцом на 0,5—0,8 мм. При сборке соединения конусный переход от резьбы к гладкой части болта плотно с натягом входит внутрь вкладыша, герметизируя резьбу по внутреннему и наружному диаметрам вкладыша. Выступающая из гайки часть при затяжке герметизирует соединение по плоскости стыка. Стопорение обеспечивается обжатием гайки по двенадцатиграннику.
Самоконтрящаяся шестигранная гайка с упругим нейлоновым вкладышем представлена на рис. В, б. Нейлоновый вкладыш завальцован в верхней части гайки. Внутренний диаметр вкладыша приблизительно равен внутреннему диаметру резьбы болта. Резьба во вкладыше формируется болтом при его ввинчивании, обеспечивая необходимый натяг для стопорения резьбовой пары. Гайки с нейлоновым вкладышем могут быть круглые, двенадцатигранные, ушковые и т. д.
Рис. С. Типы обжатия бонки самоконтрящих гаек
В Российской промышленности получение контрящего элемента самоконтрящихся гаек осуществляется обжатием бонки на заданную величину в двух точках, в двух точках по эллипсу или в трех точках параллельно оси или под углом 12—16°. Возможно получение контрящего элемента осадкой бонки (рис. С). Точность резьбы гаек 5Н6Н.
Самоконтрящиеся гайки сохраняют работоспособность при многократных переборках резьбовых соединений. Нормируются максимальный момент первого завинчивания гайки и минимальный момент пятнадцатого отвинчивания (М1зав и М15отв). В отечественной промышленности они соответствуют значениям, указанным в табл. 1. Нормативы ИСО по моменту пятнадцатого отвинчивания выше за счет использования точных резьб: для болтов 4h6h, для гаек 4H5H.
Нормативы контрящих свойств самоконтрящих гаек
Были проведены исследования резьбовых пар М6 из стали З0ХГСА с резьбами 4h6h—4H6H и 6e—5H6H, используемыми в отечественной промышленности. При этом показано, что 35 эксплуатационных переборок (затяжка соединения заданным моментом, выдержка при 250 °С в течение 1 ч) выдержали все 100% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 4h6h—4H5H и только 50% самоконтрящихся гаек резьбовой пары 6е—5H6H. Средние значения моментов отвинчивания самоконтрящихся гаек резьбовой пары 4h6h—4H5H на 32— 80% больше резьбовой пары 6е—5H6H. Это обеспечивает более высокую стабильность стопорения резьбового соединения в течение пятнадцати эксплуатационных переборок. Для самоконтрящихся гаек из жаропрочных материалов, эксплуатируемых при высоких температурах, как правило, надежное стопорение резьбовых соединений ограничивается пятью эксплуатационными переборками.
Окончательный контроль качества самоконтрящихся гаек заключается в замере моментов завинчивания и отвинчивания. Это позволило зарубежным фирмам при стандартизации самоконтрящихся гаек в рамках ИСО не задавать в конструкторской документации наружный диаметр бонки, высоту, величину и форму обжатая, оставив эти вопросы на усмотрение изготовителя.
С целью снижения трудоемкости монтажно-сборочных работ, повышения эксплуатационных характеристик изделия применяют самоконтрящиеся ушковые гайки, неподвижные и плавающие в обойме (рис. D). Неподвижные ушковые самоконтрящиеся гайки изготавливают в двухушковом, одноушковом и угловом исполнениях (рис. D, а) и применяют для крепления люков, панелей.
Рис. D. Гайки самоконтрящиеся ушковые, неподвижные и плавающие
Крепление гайки к соединяемой детали осуществляется двумя заклепками. Их изготавливают вытяжкой из листового материала на многопозиционных прессах или холодной высадкой из проволоки. Контрящие свойства обеспечиваются за счет обжатия бонки, а герметичных глухих ушковых самоконтрящихся гаек — за счет обжатия резьбовой части колпачка (рис. D, б). Для герметичных отсеков используют и обычные ушковые гайки, вулканизированные резиной (см. рис. D, б). Гайки самоконтрящиеся в обойме (рис. D, в, г) позволяют компенсировать технологические погрешности, неизбежные при сборке крупногабаритных деталей сложной конфигурации. Крепление гайки на обойме осуществляется в пазах или прорезях, ограничивающих ее перемещение и исключающих выпадение из обоймы. В зависимости от типоразмера минимальное перемещение гайки в плоскости обоймы составляет 0,5—1,0 мм. Варианты исполнения обоймы определяются, как правило, конструкцией изделия. Кроме рассмотренных, широко применяют гайки самоконтрящиеся плавающие на кронштейне, плавающие в обоймах-прищепках (рис. 4) и др.
В некоторых отраслях промышленности нашли широкое применение профили с самоконтрящимися плавающими гайками (рис. E). Прессованные профили изготавливают из алюминиевых сплавов, гнутые профили — из стального листа. Фиксацию положения гаек на профиле осуществляют местными выштамповками (см. рис. E, а) или лапками, отогнутыми по надрезам (см. рис. E, б).
Рис. E. Профили с самоконтрящимися плавающими гайками
Длину профиля с самоконтрящимися плавающими гайками определяют конструкцией изделия, и она может достигать 1,5 м. Крепление профиля к соединяемой детали осуществляется заклепками с шагом 150—250 мм. Применение профилей с самоконтрящимися плавающими гайками позволяет уменьшить массу конструкции, а также повысить прочность соединения. Прочность повышается за счет уменьшения количества отверстий под заклепки в соединяемых деталях.