Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности? (+ 4 видео)

Содержание

Шайба Гровера: для чего создавалась и в чем эффект применения

Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности?  (+ 4 видео)

Ко времени изобретения шайбы Гровера в мире начался стремительный рост числа механизмов с движущимися частями. В результате этого движения возникали вибрации, приводящие к раскрутке резьбовых соединений, влекущие за собой не только выход из строя узлов механизма, но и неисправимые поломки дорогостоящих конструкций. Изобретенная Гровером шайба, стала революционной в технике.

Ее часто называют пружинной, хотя это же определение можно присвоить и другим метизам. Но в те времена, имея двойную изогнутость и острый угол поднимающегося витка усеченной пружины, она:

  • радикально увеличивала силы трения между витками в резьбовом соединении, за счет увеличения их прижима друг к другу;
  • препятствовала раскручиванию соединения за счет шипа разреза.

Со временем конструктив пружинной шайбы гровера в угоду простоте массового производства значительно упростился, но определенные требования обрели признаки классичности.

Пружинная шайба гровер — материалы для изготовления

В основном гровер изготавливается из углеродистой пружинной стали и подвергается закалке. Для нормального взаимодействия с материалом металлических изделий, которыми осуществляется крепеж, шайба должна быть тверже их, чтобы «вгрызаясь» в их металл при раскручивании, препятствовать ему.

Существуют гроверы, изготовленные из алюминия, бронзы, латуни и даже меди, для метизов из соответствующего металла. Стальные же могут подвергаться воронению (чернению), хромированию, анодированию (создание окисной пленки) и прочее.

Также иногда горизонтальным плоскостям шайб гровера придают определенную шероховатость для увеличения сил трения между поверхностями соединяемых деталей. Пример этому — кованый железнодорожный гровер, называемый путевой шайбой.

А двухвитковые пружинные шайбы, используемые в клеммных болтах, которые служат для крепления рельс, имеют еще более резко выраженный эффект сопротивления раскручиванию.

Это происходит благодаря тому, что, в отличие от гровера, они не превращаются в плоскую деталь после окончательной сборки.

Применение и варианты исполнения шайбы гровера

Вообще, чаще всего гровер присутствует в болтовых соединениях. Но еще чаще вместе с обычной цилиндрической шайбой, которая за счет увеличенной площади контакта дополнительно препятствует рассоединению винтовой пары.

Сегодня существуют 2 варианта исполнения гровера.

Второй — более сложный в производстве, но является все же более надежным, выдерживающим большие динамические и разнонаправленные нагрузки.

Большинство винтовых соединений имеют правую навивку, т.е. вкручиваются или накручиваются по часовой стрелке, а при визуальном осмотре их витки поднимаются вправо.

Гроверы для таких метизов имеют подъем витка также по часовой стрелке. Но некоторая часть крепежа изготавливается с левой резьбой.

Она применяется для крепления вращающихся частей механизма, которые во время этого вращения могут спровоцировать одновременное выкручивание крепежа.

При использовании обратной резьбы она будет стремиться к затяжке при вращении. Так, например, разные направления резьбы на гайках ступиц колес автомобилей с разных его сторон. Можете себе представить последствия самопроизвольной разборки такого соединения? Вот и гроверы для левой резьбы имеют при визуальном осмотре подъем витка против часовой стрелки.

Будьте внимательны при установке пружинной шайбы гровера и применяйте ее в соответствии с направлением резьбы.

Недостатки шайбы гровера

Но, прежде чем говорить о недостатках гровера, назовем его главное достоинство: дешевизна и технологичность производства.

А теперь – о главных претензиях к этой пружинной шайбе.

Все более динамичные машины требуют значительно более радикальных решений по сопротивлению самоотвинчиванию резьбовых соединений. Силы гровера становится уже недостаточно. А ряд экспериментов (с конца 80-х годов 20-го столетия) немецких, а вслед за ними американских и британских исследователей, указывают, что не все так хорошо у знаменитой шайбы. А именно:

  • после сборки узла с гровером, он превращается в обычную плоскую шайбу с незначительным эффектом натяга, лишь слегка увеличивающего силу трения между витками;
  • «вгрызание» шайбы в металл при раскручивании, не обеспечивает достаточного сопротивления ему;
  • шайба почти во всех случаях не подлежит вторичному использованию ввиду наличия остаточной деформации.

В связи с чем, на многих современных образцах зарубежной техники можно часто увидеть замену шайбы на другие элементы.

Чем можно заменить пружинную шайбу гровера

А вариантов замены – множество. Мы перечислим самые распространенные:

  • Самоконтрящаяся гайка. В верхней ее части вмонтирована пластиковая вставка, гасящая вибрационные колебания и препятствующая самораскручиванию соединения. Это самый дорогой, но на сегодня – самый эффективный и технологичный способ.
  • Пружинная тарельчатая шайба. Очевидно, что она использует часть изначальной идеи оригинального гровера, но еще более проста в производстве.
  • Коронная гайка. Требует сверления ответного крепежного элемента с последующей фиксацией шплинтом. Обеспечивает надежное, но отчасти ступенчатое, сопряжение деталей.
  • Зубчатый фланец. Практически шайба с насечкой, срощенная с гайкой. Эффект от использования – понятен.
  • Гайка с цилиндрическим поясом. Требует наличия у ответной детали продольного шлица (или шлицов)
  • Контрящая шайба. В ней множество зубчиков препятствуют раскручиванию соединения.
  • Шайбы с усиками. Требуют отверстия или выборки для одного из усиков в детали, а остальные усики загибаются на грани гайки или головки винта. Имеется множество вариантов конструкции таких шайб.
  • Адгезионная фиксация. Различные составы, наносимые на резьбу, после полимеризации препятствующие разборке резьбового соединения.
  • Проволочные замки. Используется при расположении рядом нескольких крепежных деталей – чаще болтов или винтов.

Также важно помнить, что даже простая окраска может стать достаточным фактором фиксации. А в более тяжелых случаях применяется боковая фиксация соединения при помощи винта или штифта, расклепывание выступающей резьбы, а в самых тяжелых случаях – сварка, но последние 2 варианта – практически не разборны.

Уважаемые читатели, если у вас остались вопросы, задавайте их, используя форму ниже. Мы будем рады общению с вами 😉

Рекомендуем другие статьи по теме

Источник: http://stroi-specialist.ru/instrument/ruchnoj-instrument/shajba-grovera.html

Детали машин

Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности?  (+ 4 видео)


В зубчатой передаче движение передается с помощью зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большое – колесом. Термин «зубчатое колесо» относится как к шестерне, так к большому колесу.

При написании расчетных формул и указании параметров передачи шестерне присваивают индекс 1, колесу – индекс 2, например: d1, d2, n1, n2.

Зубчатые передачи являются самым распространенным видом механических передач, поскольку они могут надежно передавать мощности от долей до десятков тысяч киловатт при окружных скоростях до 275 м/с. По этой причине они широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения.

***

Достоинства зубчатых передач

К достоинствам этого вида механических передач относятся:

  • Высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей;
  • Малые габариты;
  • Большой ресурс;
  • Высокий КПД;
  • Сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;
  • Постоянство передаточного числа;
  • Простота обслуживания;

***

Недостатки зубчатых передач

Как и любой другой вид механических передач, зубчатые передачи имеют ряд недостатков, к которым относятся:

  • Относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа;
  • Шум при больших скоростях, обусловленный неточностями изготовления профиля и шага зубьев;
  • Высокая жесткость, не дающая возможность компенсировать динамические нагрузки, что часто приводит к разрушению передачи или элементов конструкции (для примера – ременная или фрикционная передача при внезапных динамических нагрузках могут пробуксовывать).

***



Зубчатые передачи классифицируются по ряду конструктивных признаков и особенностей.

В зависимости от взаимного расположения осей, на которых размещены зубчатые колеса, различают передачи цилиндрические (при параллельных осях), конические (при пересекающихся осях) и винтовые (при перекрещивающихся осях).

Винтовые зубчатые передачи применяются ограниченно, поскольку имеют низкий КПД из-за повышенного скольжения в зацеплении и низкую нагрузочную способность. Тем не менее, они имеют и некоторые достоинства – высокую плавность хода и возможность выводить концы валов за пределы передачи в обе стороны.

На рисунке 1 представлены наиболее широко применяемые виды зубчатых передач:

          1 – цилиндрическая прямозубая передача;           2 – цилиндрическая косозубая передача;           3 – шевронная передача;           4 – реечная передача;           5 – цилиндрическая передача с внутренним зацеплением;           6 – винтовая передача;           7 – коническая прямозубая передача;           8 – коническая косозубая передача;           9 – коническая передача со спиралевидными зубьями;

         10 – гипоидная передача.

В зависимости от вида передаваемого движения различают зубчатые передачи, не преобразующие передаваемый вид движения и преобразующие передаваемый вид движения. К последним относятся реечные зубчатые передачи, в которых вращательное движение преобразуется в поступательное или наоборот.

В таких передачах рейку можно рассматривать, как зубчатое колесо с бесконечно большим диаметром.
Среди перечисленных видов зубчатых передач наиболее распространены цилиндрические передачи, поскольку они наиболее просты в изготовлении и эксплуатации, надежны и имеют небольшие габариты.

В зависимости от расположения зубьев на ободе колес различают передачи прямозубые, косозубые, шевронные и с круговыми (спиральными) зубьями.

Шевронные зубчатые колеса можно условно сравнивать со спаренными косозубыми колесами, имеющими противоположный угол наклона зубьев.

Такая конструкция позволяет избежать осевых усилий на валы и подшипники опор, неизбежно появляющихся в обычных косозубых передачах.

В зависимости от формы профиля зубьев различают эвольвентные зубчатые передачи и передачи с зацеплением Новикова. Эвольвентное зацепление в зубчатых передачах, предложенное еще в 1760 году российским ученым Леонардом Эйлером, имеет наиболее широкое распространение.

В 1954 году в России М. Л. Новиков предложил принципиально новый тип зацеплений в зубчатых колесах, при котором профиль зуба очерчен дугами окружностей.

Такое зацепление возможно лишь для косых зубьев и носит название по имени своего изобретателя – зацепление Новикова или профиль Новикова.

В принципе, возможно изготовление зубчатых передач и с другими формами зубьев – даже квадратными, треугольными или трапецеидальными. Но такие передачи имеют ряд существенных недостатков (непостоянство передаточного отношения, низкий КПД и т. д.), поэтому распространения не получили. В приборах и часовых механизмах иногда встречаются зубчатые передачи с циклоидальным зацеплением.

В зависимости от взаимного положения зубчатых колес передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением. Наиболее распространены передачи с внешним зацеплением.

В зависимости от конструктивного исполнения различают закрытые и открытые зубчатые передачи.

В закрытых передачах колеса помещены в пыле- и влагонепроницаемые корпуса (картеры) и работают в масляных ваннах (зубчатое колесо погружают в масло до 1/3 радиуса).

В открытых передачах зубья колес работают всухую или при периодическом смазывании консистентной смазкой и не защищены от вредного воздействия внешней среды.

В зависимости от числа ступеней зубчатые передачи бывают одно- и многоступенчатые.

В зависимости от относительного характера движения осей зубчатых колес различают рядовые передачи, у которых оси неподвижны, и планетарные зубчатые передачи, у которых ось сателлита вращается относительно центральных осей.

***

Статьи по теме «Зубчатые передачи»:



Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/detali_mashin/24-dm_zubchatye/

Зубчатая шайба – как работает

Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности?  (+ 4 видео)

Для того чтоб закрепить заднее колесо на вилке велика, пригодится зубчатая шайба. Также без нее не сделать надежной фиксации в строительной и промышленной сфере.

  1. Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности?
  2. Шайба с внутренними зубьями и другие виды этого изделия
  3. Зубчатая шайба – маркировка и создание
  4. Шайба с зубцами – избираем высококачественный продукт

1 Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности?

Шайба относится к вспомогательным приспособлениям, которые подкладываются под крепежные элементы.

Их цель состоит в том, чтоб создавать огромную площадь опорной поверхности, уплотнять соединения с прокладками, также уменьшать возможность повреждения поверхности деталей в месте крепления и предотвращать самоотвинчивание метизов.

Зубчатые шайбы по внешнему облику практически не отличаются от обыденных гладких, но основная их “изюминка” в том, что по окружности изготовлены маленькие зубчики.

Такие приспособления также относят к метизной продукции, но они без помощи других не несут никакой осязаемой полезности, эффект наблюдается только тогда, когда они подкладываются под головки болтов либо гаек.

Советуем ознакомиться

  • Многолапчатая шайба
  • Талреп крюк-крюк – где нужен таковой натяжитель?
  • Стремянка-трансформер – лестница, принимающая различные формы

За счет зубчиков отпружинивающий эффект выходит более сильный, также дополнительно возрастает и площадь давления в тех местах, где изготовлено соединение. Потому надежность у их выше, чем у сородичей.

Для производства этих приспоосблений употребляется или углеродистая (при всем этом поверхность покрывается к тому же цинковым покрытием), или нержавеющая сталь марок А2 либо А4.

Существует некоторое количество видов зубчатых шайб.

Сначала их делят по расположению зубчиков, они могут находиться на внутренней либо наружной стороне. Также можно привести систематизацию и по конструкции, где не считая зубчатой поверхности имеются и еще какие-нибудь особенности. По этому аспекту выделяют стопорные, пружинные, врезные, упругие и многолапчатые.

2 Шайба с внутренними зубьями и другие виды этого изделия

Стопорная шайба с внутренними зубьями обычно применяется как подкладка, при помощи которой предотвращается уменьшение жесткости на деталях, если условия внедрения вибрационные либо деформационные.

Ее более нередко используют в конструкциях, где употребляется болтовое соединение.

Также зубчатая стопорная шайба употребляется совместно со шпильками, винтами, болтами либо штифтами, главное, чтоб их размеры подходят друг дружке.

Эти условия учитывают на мебельных предприятиях и других деревообрабатывающих отраслях, также в древесном домостроении.

Стопорная шайба с внешними зубцами используется при закреплении электропроводов к основной “массе” – обычный ход для авто индустрии. Такие изделия более нередко изготавливают из нержавеющей аустенитной стали, также их поверхность дополнительно оцинковывается.

Еще при использовании болтов, винтов и других крепежных частей в электронных цепях применяется дополнительно и контактная шайба с зубцами. Такое сочетание обеспечивает надежный электронный контакт. Главное отличие таких прокладок в том, что обе поверхности рифленые.

Бывает еще контактная шайба с внутренними зубьями и рифленая лишь на одной стороне. Выбирают такие детали зависимо от типа работы и соединения. Для производства данного типа изделий употребляют пружинную сталь.

Отличаются контактные шайбы меж собой и покрытием. Они могут быть электрооцинкованными и желтопассированными.

Упругие зубчатые шайбы бывают выгнутые и вогнутые. Более нередко зубцы у их размещены снутри. Их употребляют для крепления деталей у крутящих частей либо для более крепкого соединения нескольких деталей сходу. Для их производства употребляется пружинная сталь, часто производители используют и нержавеющую (марки А2) либо кислотостойкую сталь марки А4.

Также в магазинах можно повстречать эти изделия из цветных металлов, сплавов, пластика и бронзы.

3 Зубчатая шайба – маркировка и создание

Зубчатые шайбы выпускаются разных геометрических характеристик. Размер и номер изделия будет зависеть от поперечника не только лишь наружного круга, да и внутреннего. Отличаются шайбы и размером зубчиков.

Различные модели этих крепежных частей имеют свою буквенно-цифровую маркировку .

К примеру, модель DIN six thousand seven hundred ninety seven А расшифруется так: буковка – это обозначение типа шайбы, в этом случае А – с наружными зубцами; DIN six thousand seven hundred ninety seven – нормативный документ, по которому контролируется качество шайбы, в этом случае это германский эталон, что и обозначает аббревиатура DIN.

Изготавливают шайбы на особых станках штамповочным способом. Самыми пользующимися популярностью на сегодня являются зубчатые шайбы германских производителей, которые, как мы уже успели увидеть, обозначаются сочетанием DIN.

В нашей стране самыми надежными и крепкими являются приспособления, изготовленные по ГОСТу 10462-81.

В ГОСТе указываются все характеристики, которые следует соблюдать производителю, кроме поперечника огромное внимание уделяется числу зубьев и их размеру, также расстоянию меж ними.

На наших предприятиях есть особые отделы ОТК, где перед продажей вся продукция проверяется на качество и соответствие эталонам. Выбракованные детали ворачиваются назад в цеха.

Бракованные и покоробленные изделия, обычно, восстановлению и ремонту не подлежат. Если во время работы шайба по любым причинам выходит из строя, то повторно ее использовать не следует.

4 Шайба с зубцами – избираем высококачественный продукт

Как говорилось выше, основная цель зубчатых шайб – это не допускать самооткручивание прикрепленных деталей. Чтоб соединение оказалось надежным, нужно смотреть за тем, чтоб последовательность установки была верной.

Помните, шайба с зубцами устанавливается конкретно под зажимные гайки, никак по другому. При таком расположении зубчики, изготовленные под углом в thirty градусов, обеспечивают наибольший эффект блокирования.

При покупке нужно уделять свое внимание на качество шайб.

Потому что они необходимы для крепкого соединения, то и изготовлены должны быть в согласовании со всеми нормами и правилами.

Принципиально ЗНАТЬ!

У каждого автомобилиста должно быть универсальное устройство для диагностики собственного автомобиля. 

Произвести чтение, сброс, анализ всех датчиков и настройку бортовика автомобиля Вы можете без помощи других при помощи специального сканера… 

Читать дальше.. »

Качество просто найти по внешнему облику. Все зубчики должны быть 1-го размера и находиться на схожем расстоянии друг от друга. Если изделие мелкое, навряд ли будет возможность замерить каждый зубчик, это бред, но на просвет хотя бы примерно оценить можно, вероятнее всего,  при наличии данный недостаток выдаст себя.

Обычно производители свою продукцию упаковывают в промасленную бумагу. Потому что данные изделия изготовлены из металла, то и хранение в таком виде продлит срок их службы.

Принципиально перед покупкой направить внимание и на цвет металла. Если шайбы с зубьями изготовлены из стали, то коррозии на их не должно быть.

Если они изготовлены из другого металла, то на поверхности должна быть оцинковка.

При неверном изготовлении на таких шайбах могут быть трещинкы, а это означает, что деталь в недалеком времени покроется налетом ржавчины, а может, просто-напросто лопнет.

Не следует брать шайбы и с загнутыми зубьями. Это заводской брак, и означает, крепление будет некрепким.

Часто на бракованных изделиях можно узреть кроме погнутых зубьев к тому же их отсутствие, подабающего свойства крепления они, естественно, не обеспечат.

Если в упаковке, не считая самих шайб, находится какая-то стружка или необычного цвета масло, то тяжело гласить о кропотливом заводском контроле производства и реализации продукции.

Таковой продукт могут сбывать маленькие производители без отлично налаженной технологии, качество навряд ли будет на высоте, возможность, что шайба лопнет через маленький просвет времени, достаточно высока.

Источник: http://usimp.ru/zubchataja-shajba-kak-rabotaet-zubastaja-zashhita/

Зачем нужна шайба-гровер – виды гроверов, варианты и особенности применения

Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности?  (+ 4 видео)

Шайба пружинная или, другое название шайба гровер, входит в состав крепёжных изделий. Он может устанавливаться под другим крепёжным изделием (болт, шуруп, саморез, винт), чтобы обеспечить надёжность резьбовых соединений от откручивания. Гровер под гайку прокладывается между гайкой и изделием.

История появления шайбы гровер

Шайба Гровера появилась в конце XIX века при бурном расцвете многих отраслей промышленности, особенно приборостроения и машиностроения. Это повлияло на потребность в более качественных резьбовых соединениях.

Обычный крепёж (гайки, болты) не мог справиться с нагрузками, которые появились в результате технического прогресса. В итоге прочность соединений крепёжных деталей значительно снижалась и приводила к неожиданным действиям.

Использование клёпаных соединений не стало выходом из существующей ситуации. Они не всегда были удобны в использовании, а если удавалось их применить, то впоследствии возникали трудности при обслуживании. Требовался крепёж, сдерживающий ударные нагрузки и выполняющие роль стопора.

Такими свойствами стала обладать шайба гровер, названная по имени изобретателя Д. Гровера. Как она выглядит, можно увидеть на фото гровера.

Принцип работы шайбы

На вид она выглядит очень просто, представляя собой разрезанный диск с разведёнными концами, которые находятся в разной плоскости.

Такая форма шайбы подходит для предотвращения самопроизвольного откручивания другого крепежа за счёт упругой деформации, формирующейся под нагрузкой.

Например, когда подкладывается гровер под гайку, она пытается двигаться в обратную сторону, но кромка шайбы упирается в корпус и обеспечивает неподвижность крепежа. Таков принцип работы гроверов.

Соответствие шайбы ГОСТ 6402

Изготавливают гровер, как указано в ГОСТе (пружинная сталь 65Г), с последующей термообработкой. Это снижает внутреннее напряжение металла, увеличивает его прочность и противостояние к внешним воздействиям, а также снижает хрупкость изделия.

Шайбы Гровера могут выпускаться с покрытием или без него. Нанесённое покрытие улучшает антикоррозионные свойства, а хромовое покрытие ещё придаёт большей твердости шайбе и увеличивает срок службы.

Гровер диск выпускается в четырёх видах: лёгкие, нормальные, тяжёлые и особо тяжёлые. ГОСТ описывает все показатели, которыми должны обладать пружинные шайбы, а также представлена таблица размеров шайбы-гровера. На вид диска влияет профиль катанки.

Острая кромка диска также останавливает самопроизвольное отвинчивание за счёт упора в металл, поэтому, когда необходимо отвинтить крепёж, на гайке обычно остаются механические повреждения (царапины) от острой кромки как от резчика.

Второй раз использовать диск в сборке с крепежом не рекомендуется, и, когда эта рекомендация игнорируется, то крепёж откручивается в самый не подходящий момент.

Отношение к шайбе гровер за рубежом

Пружинная шайба гровер может иметь разновидности (пружина из двух витков, диск с насечкой, например, как пружина из двух витков, как шайба с насечкой). Несмотря на важность в обеспечении безопасности в собранном крепеже, пружинные диски имеют недостатки, которые вызывают сомнения в их эффективности.

Например, в Германии ограничили использование гроверов до определённого параметра прочности для крепежа и назначили переходный период, после которого должны полностью отказаться от их использования.

Это отношение к пружинным дискам в качестве стопорных элементов поддержало NASA в конце прошлого века. К такому заключению это агентство подошло после выхода статьи о шайбе Гровера, где сделан вывод, что диск имеет эффект стопара только в момент стягивания. Когда оказывается зажатой со всех сторон, то превращается в обыкновенный плоский диск без выполнения стопорных функций.

Окончательный вывод

Такие противоречивые мнения наводят на мысль нужна ли такая деталь в крепеже? По результатам анализов можно сделать следующий вывод. Пружинная шайба выполняет свои стопарные функции, имеет преимущества перед другими упругими шайбами из-за своей дешевизны.

Напрашивается вывод: если шайба гровер более дешёвая в сравнении с другими, но обладает стопорными свойствами, технологична при производстве, то зачем от неё отказываться?

Пусть она не попала в каталог лучших товаров, но далеко не всегда необходимо применять дорогостоящие материалы, если вибрационные нагрузки имеют единичные случаи.

Фото шайбы-гровера

Также рекомендуем просмотреть:

Источник: https://materialexpert.ru/zachem-nuzhna-shajba-grover/

Закрутить и забыть

Конструкция зубчатой шайбы – в чем секрет надежности?  (+ 4 видео)

Резьбовые соединения используются и в конструкции пластиковых детских игрушек и при возведении мостов. Единственное сходство такого крепежа заключается в том, что его можно монтировать и демонтировать при необходимости.

Для удержания резьбового крепежа бывает достаточно силы приложенной в момент затяжки, но гораздо правильнее, с точки зрения безопасности, заблокировать резьбовое соединение в ответственных частях конструкции. Например, клапанная крышка двигателя автомобиля должна быть надежно закреплена во время движения, в то же время обязана быть съемной, так как компоненты двигателя необходимо обслуживать.

При постоянной вибрации, или механическом воздействии резьбовому соединению нужна защита от самораскручивания. Рассмотрим методы надежной фиксации резьбовых соединений.

Виды резьбовых соединений

Болты с гайками — самый распространенный вид резьбового крепежа. Используется практические везде, от автомобилей, до радио антенн на крышах высоток. Встречаются так часто, что сложно найти конструкции без них.

Винты и отверстия с резьбой. В этом соединении винт устанавливается в предварительно высверленное отверстие с нарезанной резьбой.

Винты по конструкции похожи на болты, но различие кроется в применении: болты используют чтобы соединить детали насквозь, для фиксации на болт накручивается гайка, а винты вкручивают в соединяемые детали, в заранее подготовленную резьбу.

На фото винты с головкой под внутренний шестигранник, которые соединяют алюминиевые компоненты. Такие винты используются вместо болтов для облегчения веса конструкции и для упрощенного монтажа — чтобы зафиксировать детали достаточно доступа с одной стороны.

Бывают и отдельные детали с резьбой для соединения между собой — например, валы или корпуса, как правило, цилиндрической формы. Самый простой пример, встречающийся в быту — лампочка с резьбой, которая вкручивается в патрон. На приведенном ниже рисунке схема двух цилиндрических корпусов, соединенных вместе.

Как надежно зафиксировать резьбовое соединение

Методы делятся на: механические приспособления и специальные составы, предотвращающие ослабление соединения. Ниже приведены самые распространенные механические приспособления, которые используют для предотвращения ослабления резьбового крепежа.

Стопорная пружинная шайба или гровер — представляет собой один виток пружины, который подкладывается под гайку при закручивании. Создает распорное усилие на гайку, благодаря этому противостоит её ослаблению и раскручиванию в условиях вибрации.

Стопорная шайба с внутренними зубцами. Зубцы придают стопорной шайбе эффект пружины и предотвращают ослабление крепежа если конструкция подвергается деформации или вибрации. Используется при болтовом соединении, так же сочетается с винтами, шпильками и штифтами. Задействуют соединения с подобным стопорным механизмом при сборке мебели и постройке деревянных сооружений, домов.

Стопорная шайба с наружными зубцами — применяются для фиксации электрических проводов. При использовании болтов или винтов в электрических цепях используется контактная шайба с наружными зубцами.

Благодаря своей форме, шайба с наружными зубцами увеличивает площадь контакта в месте соединения, а эффект пружины добавляет надежности фиксации.

Такие шайбы изготавливают из нержавеющей стали или подвергают дополнительной оцинковке.

Стопорная шайба Nord-Lock — состоит из двух одинаковых стопорных шайб, с радиальными ребрами на одной стороне и клиновыми поверхностями на другой. Радиальные ребра оказывают силовое воздействие на поверхность соединения прикрепляемой детали. Клиновые поверхности увеличивают усилие затяжки. Применяются в условиях сильной вибрации и при значительных динамических нагрузках.

Гайка с зубчатым фланцем, по сути это гайка со встроенной зубчатой шайбой, имеет такие же свойства, что и зубчатая гайка — создает пружинящий эффект и увеличивает площадь контакта, предотвращая самораскручивание, но сокращает количество элементов конструкции.

Гайка самоконтрящаяся с нейлоновым кольцом. За счет нейлоновой вставки происходит торможение хода завинчивания и гасятся механические колебания, защищая резьбовое соединение от ослабления.

Стопорение проволокой — используется в аэрокосмической отрасли, оборонной промышленности и автоспорте, там, где открутившийся элемент попав в другие движимые части конструкции, нанесет непоправимый вред.

Метод фиксации трудоемкий и весьма сложный в освоении — установка стальной проволоки в отверстие в винте или гайке и жесткая фиксация этой проволоки к другой детали. Используется и для совместной фиксации двух деталей, как на фото.

Самое сложное при установке стопорящей проволоки правильно сориентироваться в направлении движения резьбы, и выбрать верное направление вязки, иначе установка подобного фиксатора бесполезна.

Корончатая гайка выглядит как обыкновенная шестигранная гайка с одной стороны, но с другой стороны у нее по контуру расположен ряд зубьев в форме короны, отсюда и название.

Количество прорезей от 6 до 8, в зависимости от диаметра.

Металлический шплинт продевается через резьбу и фиксируется между зубьями корончатой гайки, тем самым надежно блокирует резьбовое соединение от самопроизвольного раскручивания.

Такой метод используется для фиксации ступицы колеса автомобиля.

Адгезив — вещество, способное соединять материалы путём поверхностного сцепления.

Часто для фиксации резьбы используется специальный состав или клей. Сам фиксирующий состав не в состоянии удерживать детали, но запросто может предотвратить раскручивание гайки либо болта.
К примеру, в нефтедобывающей промышленности, где на механизмы и конструкции действует постоянная вибрация используют сочетания пружинных шайб и фиксирующих составов.

Чтобы фиксирующий состав выполнял свое прямое назначение, он должен полимеризоваться — перейти из жидкого состояния в твердое. Компоненты состава вступают в реакцию с кислородом и отвердевают, но сложность в том, что рабочая поверхность внутри витков резьбы герметична, к ней нет доступа кислорода.

Чтобы обойти эту проблему в химических фиксаторах резьбы состав вступает в реакцию с металлом и отвердевает при отсутствии кислорода. В итоге, между внутренней и внешней резьбой образуется пластиковый полимер, который обладает высокой адгезией.

Для демонтажа крепежных элементов, зафиксированных подобным образом, придется приложить существенное усилие.

Составы бывают жидкие и пастообразные. Выбор зависит от типа соединения: для крепежа малого диаметра применяется жидкий фиксатор, он равномерно распределяется по поверхности; для крепежа больших диаметров используют пастообразные средства, так как они хорошо удерживаются на большой площади нанесения.

Что выбрать

Пружинные и зубчатые шайбы — используют в условиях небольшой вибрации и не интенсивных динамических нагрузках на конструкцию, имеют минимальную стоимость.

Шайбы типа Nord-Lock — применяются там где к резьбовому соединению предъявляются повышенные требования по безопасности: в тяжелой промышленности и машиностроении. Они противостоят высокой вибрации и способны удерживать крепеж при высоких нагрузках. Значительно технологичнее остальных видов шайб, и как следствие, дороже.

Гайки с фланцами и контрящим кольцом — способны выдержать воздействие вибрации чуть выше чем пружинные и зубчатые шайбы, но сокращают количество деталей конструкции. Стоимость их, также не велика.

Стопорение проволокой — дорогостоящий и очень трудоемкий способ фиксации резьбы. Если вы не строите гоночный болид или летательный аппарат, использование такого способа будет неоправданным.

Корончатая гайка — применяется там, где ослабление и самораскручивание крепежа может вызвать критическую ситуацию, отлично противостоит высоким нагрузками и вибрации, стоит дороже пружинных гаек или шайб, так как конструкция сложнее и в ней взаимодействуют несколько элементов.

Фиксирующие составы — в зависимости от типа могут противостоять низким и высоким вибрационным нагрузкам, стоимость их так же может существенно варьироваться.

Источник: https://www.kuvalda.ru/blog/articles/polz/zakrutit-i-zabyt.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.