Сборка резьбовых соединений

Под резьбовым понимается соединение элементов, осуществляемое с помощью винтовой (спиралевидной) поверхности. Сопряжение данного типа получило очень широкое распространение ввиду наличия у него множества достоинств. Действительно, все, вроде бы просто: при необходимости скрепления привинчиваются две детали с подходящими параметрами резьбовой накатки. А чтобы рассоединить, достаточно выполнить действия в обратном порядке. Однако конструкция, созданная на основе резьбового соединения будет надежной при соблюдении определенных требований. Обо всем этом и поговорим.

Разновидности резьбовых соединений и применяемых крепежных элементов

В общем случае резьбовые соединения принято условно подразделять на:

Нормальные. Для сопряжения используются

болты. Это крепежные элементы со стержнем, с одного конца которого берет начало резьбовая нить, а на другом его конце находится шляпка. Скрепление обычно формируется с помощью гайки, реже – путем ввинчивания в отверстие в одной из скрепляемых деталей;
винты. Данные соединительные элементы тоже имеют стержень с резьбовой накаткой и элементом, посредством которого передается вращающее усилие – шляпкой. Чаще всего вкручиваются в гнездо, проделанное в одной из сопрягаемых деталей, то есть обычно совместно с гайкой не используются;
шпильки. Представляют собой стержень цилиндрической конфигурации. Резьба может быть накатана по всей его длине либо с двух сторон с гладкой срединной частью. Один конец вкручивается в отверстие в одной из скрепляемых деталей, а на другой навинчивается гайка;
гайки. Крепежные элементы с отверстием, внутри которого накатана резьбовая нить. Могут иметь 6-гранную форму, боковое рифление, шлицы, а также радиально направленные или торцевые отверстия;

Специальные. Резьба наносится на поверхность основных деталей узлов механизмов.

Применяются в резьбовых соединениях также шайбы и приспособления, называемые гаечными замками. Последние препятствуют самопроизвольному отвинчиванию стержневой крепежной детали либо гайки.

Для классификации резьб применяется множество критериев. Назовем лишь наиболее часто применяемые:

шаг резьбы – удаленность одноименных точек, расположенных на соседних витках резьбовой нити. Бывает мелким и крупным;
предназначение: крепежная. Подразделяется на резьбу метрическую (единица измерения ее рабочих параметров – сотые/тысячные доли метра) и дюймовую (здесь подсчет витков производится на одном дюйме, то есть 25,4 мм резьбовой накатки); крепежно-уплотнительная. К данному типу относится резьба: трубная. Отличается канавками, имеющими особый профиль, и скругленными гребнями витков; круглая. Профиль этой резьбы является результатом сопряжения 2-х дуг с одним радиусом;
направление захода: правосторонняя резьба. Крепеж с такой резьбой накручивается в сторону движения часовой стрелки; резьба левосторонняя. Чтобы создать соединение с помощью крепежа с левосторонней резьбовой накаткой, вращать его нужно в направлении противоположном движению часовой стрелки;
количество заходов: резьба многозаходная – нарезка состоит из нескольких нитей, находящихся одна от другой на одинаковом расстоянии; однозаходная резьба – на стержне либо в отверстии проделана только одна нить;
конфигурация поверхности. По этому признаку резьба бывает: цилиндрической. Нарезка выполнена на поверхности, имеющей форму правильного цилиндра; конической. Здесь спиралевидные канавки наносятся на поверхность трубного изделия либо стержня конической формы;
место расположения поверхности, где расположена накатана резьбовая нить: отверстие в гайке, втулке и т.д. – резьба внутренняя; стержень крепежной детали – резьба внешняя.

Подготовка деталей к сборке

Это очень важный предварительный этап формирования соединения. Он предполагает проверку:

соответствия степени шероховатости поверхности скрепляемых объектов техническим требованиям. На ней должны отсутствовать забоины, участки с выпуклостями и т.д. Имеющиеся дефекты в виде небольших по глубине вмятин либо мелких заусенцев зачищаются посредством шабера, либо напильника;
чистоты резьбовой накатки используемых для реализации соединения крепежных деталей (их перечень представлен выше). Резьба должна быть чистой, свободной от забоин и не иметь смятых участков нити. Ее срыв допускается лишь на 2-х крайних витках. Запрещается монтаж крепежа с сильно изношенными либо погнутыми стержнями;
граней шляпок болтов и наружной поверхности гаек. Они не должны иметь признаков смятия, чтобы рожковый ключ при затягивании не проскальзывал и еще больше не «зализывал» эти грани;
смещения продольных осей отверстий (обозначение СПО), проделанных в скрепляемых объектах. Допустимая величина этого параметра определяется по формуле

СПО≤D_о-D_с.к.д., где

D_о – диметр отверстия;

D_с.к.д.. – диаметр стержня крепежной детали.

Если СПО>D_о-D_с.к.д., отверстия иногда подвергают совместному развертыванию.

Сборка соединения и ее особенности

Сборка резьбового соединения выполняется так:

болт вставляется в подготовленное отверстие. Если усилия руки не будет хватать, чтобы он полностью прошел сквозь гнездо, можно нанести несколько несильных ударов молотком. Но боек этого инструмента должен быть мягким;
осуществляется затягивание установленного болтокомплекта до упора. При этом нужно контролировать, чтобы усилие закручивания соответствовало прописанному в технических условиях.

Общие особенности

Глубина ввинчивания стержневого крепежа (обозначение Гл.Вв.) в гнездо нижнего скрепляемого объекта, изготовленного из чугуна, такая:

Гл.Вв.≥1,1×D_р., где

D_р.- диаметр резьбы.

Если же нижняя соединяемая деталь произведена из иного металла, тогда применяется другая формула:

Гл.Вв.≥0,8×D_р.

Вкручивание нужно проводить так, чтобы торец стержня крепежного элемента, на котором начинается резьбовая нить, выступал из гайки не меньше, чем на один виток, а лучше – на три. Отверстия под шплинты в болтах со шляпкой любой конфигурации и шпильках должны быть свободны от забоин.

Особенности болтового соединения

Во многих соединениях данного типа осуществляется одновременное центрирование болтов с целью определения правильного пространственного расположения скрепляемых компонентов конструкции (к примеру, положения крышки по отношению к стержню шатуна). Такие случаи предполагают вхождение болтов в гнезда с зазором (обозначение З) в диапазоне 0,02 мм≤З≤0,04 мм. Кроме того, должно выполняться еще одно требование. Формулируется оно так: изготовление стержня болта и формирование отверстия должно вестись с допуском малой величины и с чистотой их поверхностей высокого класса.

Нередко стержень крепежной детали изготавливают ступенчатым. Ее монтажу присущи следующие особенности:

поблизости от шляпки и там, где болт стыкуется со скрепляемым элементом, обычно оставляют центрирующие пояски, обработанные с повышенной точностью;
установка таких болтов в отверстия производится путем нанесения ударов молотком со свинцовым бойком.

Особенности шпилечного соединения

Выполняется данное соединение так:

шпилька вкручивается в один из скрепляемых элементов конструкции;
шпилька продевается в отверстие во втором элементе, после чего тот перемещается по стержню до плотного соприкосновения с первым;
на шпильку навинчивается гайка. Момент вращающего усилия, прикладываемого к гайке, передается (частично) на шпильку, из-за чего та становится подвижной. Чтобы исключить данное явление, этот стержневой крепеж, следует вкрутить в элемент конструкции до упора так, чтобы торец уперся в дно гнезда;
в завершение осуществляется проверка качества сформированного соединения. Контроль плотности посадки шпильки выполняется постукиванием молотком, имеющим медный боек, по ее гладкому сегменту. Факт качественного проведения этой операции подтвердит металлический без признаков дребезжания звук. Проверка перпендикулярности продольной оси шпильки к поверхности сопрягаемого элемента осуществляется с помощью угольника.

Закручиваться шпилька может четырьмя способами. Первый – на нее навинчивается сначала одна гайка, а вслед за ней другая так, чтобы они вошли в плотный контакт. Для придания шпильке вращательного движения рожковый ключ прикладывается к верхней гайке.

Второй способ несколько сложней. На некий болт предварительно навинчивается гайка, но не полностью, а так, чтобы от конца стержня до окончания накатанной в ней резьбовой нити оставалось хотя бы три витка. Затем это приспособление наворачивается на шпильку. Закрутить ее можно даже накидным ключом, приложив его к шляпке болта.

Третий метод реализуется только на шпильках, гладкая часть которых имеет не круглое, а квадратное сечение. Их завинчивание осуществляется гаечным ключом, прикладываемым именно к данной срединной части.

Четвертый способ предполагает наличие на торце шпильки шлица. Здесь все понятно: для закручивания применяется обычная отвертка.

Когда необходимо осуществить монтаж не одного десятка шпилек, рекомендуется делать это с использованием ручного инструмента с электро- либо пневмоприводом.

Особенности работы с гайками

Навертывание гайки на стержневой крепеж выполняется сначала усилием от руки. Навинчиваться она должна не излишне свободно (имеется в виду, с покачиванием), так как при ее затягивании может легко произойти срыв резьбовой нити. Если накручивание гайки происходит с трудом, обусловлено это может быть:

наличием погрешностей в расстоянии между соседними витками;
искажениями резьбового профиля или диаметра резьбы;
некорректным выбором угла наклона.

Последний момент очень важен. Ось резьбы на стержневом крепеже должна образовывать с плоскостью торца гайки прямой угол.

Соединение деталей, формируемое с применением большого количества гаек, требует соблюдение особого подхода. Заключается он в соблюдении правильной последовательности их затягивания. Сначала необходимо затянуть средние гайки, затем расположенные по соседству с левой и правой стороны, приближаясь постепенно к крайним посадочным местам. Так будет исключена возможность перекоса с последующим короблением сопрягаемого элемента.

Но и это еще не все. На начальном этапе все гайки необходимо затянуть, например, на треть затяжки, после этого – на две трети, а затем уже полностью.

Особенности установки прокладок

Чаще всего для уплотнения скреплений используются прокладки, изготовленные из материала, легко подвергающемуся деформированию. Таковым может быть железоасбест (например, прокладка ГБЦ силового агрегата автомобиля), пробка, композиционный листовой паронит, плотная бумага – картон.

Прокладки из картона

Допустимая неравномерность толщины таких изделий – не больше 0,1 миллиметр по всей длине. Если предполагаемая сфера применения картонных прокладок – препятствование подтеканию воды, их нужно смазать мастикой либо свинцовым суриком (формула Рb₃О₄). В случае их использования с целью предотвращения подтекания масла определенного типа, им же прокладки можно и смазывать. Применять для этого допускается также солидол. Условия хранения прокладочного картона – закрытое помещение:

с влажностью не более 55%;
температурой воздуха +15°С≤Т≤+17°С.

Паронитовые прокладки

Разновидности паронитовых прокладок утверждены ГОСТом 481-80. В этом же нормативном документе содержится информация о возможности установки данных изделий конкретного типа в резьбовые неподвижные соединения. Приведем лишь один пример, касающийся прокладок из наиболее ходового материала – паронита общего назначения. Они размещаются в соединениях, обеспечивающих транспортировку следующих рабочих сред: перегретой воды с минимальным содержанием солей; перегретого насыщенного пара; аммиака, находящегося в жидком, либо газообразном агрегатном состоянии и др. Температура этих веществ не должна покидать диапазон -50°С≤Т≤+ 450°С, а максимально допустимое давление составляет 6,4 МПа.

При хранении паронитовых прокладок нельзя допускать попадания на них прямого солнечного излучения. Температура в помещении должна находиться в пределах 0°С≤Т≤+ 20°С.

Paronitovye prokladki.png

Пробковые прокладки

Влажность окружающей среды оказывает влияние на степень деформации этих изделий.

Если влажность повышена, прокладки начинают постепенно набухать. Поэтому перед установкой их нужно просушить.
При пониженной влажности происходит явление противоположного характера – эти изделия сжимаются. В данном случае до формирования соединения прокладки необходимо продержать под отрезком увлажненной ткани на протяжении 6 часов.

Не допускается установка подобных элементов, у которых наблюдается отклонение значений размерных характеристик от требуемых.

Железоасбестовые прокладки

По конструктивному исполнению такие прокладки обычно представляют собой 3 листа мягкого стального сплава марки 08, между которыми прокладывается асбест. Но в продаже можно найти вариант, в котором эти 3 пластины не стальные, а медные, с толщиной, находящейся в пределах от 0,2 мм до 0,3 мм.

Что же касается асбеста, то:

стандартизованная толщина данного слоя составляет 1,5…1,6 миллиметра;
допускается применение листов этого материала, толщиной в пределах 0,75…0,8 миллиметра. Однако перед установкой их нужно сложить вдвое.

Стопорение крепежных элементов

Главный критерий, согласно которому способы стопорения подразделяется на виды –характер воздействия на крепежные элементы. На его основе выделяются 3 группы методов, препятствующих ослаблению резьбового соединения.

Обеспечивающие формирование дополнительного трения за счет давления, направленного по оси либо ориентированного радиально. Наибольшее распространение из этой группы получило использование контргайки: ее затягивают после того, как основная гайка, собственно, и создающая скрепление, будет накручена до упора. Другой вариант – стопорение винтом. В одной из граней гайки высверливается отверстие, и в нем нарезается резьба. Затем подбирается винт. Его длина должна немного превышать толщину грани гайки, а параметры резьбы – совпадать с характеристиками резьбовой накатки, ранее проделанной в боковом отверстии гайки. Дальнейшие действия такие: гайка накручивается до упора, после чего в имеющееся на ее грани гнездо ввинчивается стопорящий винт, пока он не войдет в соприкосновение со стержнем болта. Чтобы не допустить смятие резьбовой нити последней детали, перед винтом обычно помещают в отверстие шарик из мягкого металла, например, алюминия.
Фиксирующие взаиморасположение компонентов болтокомплекта. В число этих методов входят фиксация проволокой, способными к деформации либо пружинными шайбами, а также шплинтование. Установка стопорной шайбы выполняется достаточно просто. Она подкладывается под гайку, ее ус вводится в паз, предварительно подготовленный на поверхности скрепляемой детали, а фрагмент самой шайбы деформируется так, чтобы он плотно прилегал к одной из граней гайки. Повторно применять данное изделие нельзя.
Осуществляющие местную пластическую деформацию. Это, преимущественно, кернение. Проводиться данная операция может как со стержнем болта, так и с боковой поверхностью гайки.

Заключение

В заключение коротко об инструментах, применяемых при сборке резьбовых соединений. Они бывают с ручным приводом и приводом механизированным. К первым относятся обычные гаечные, а также торцовые, трещоточные, коловоротные и другие ключи. В число вторых входят т.н. гайковерты. Наибольшее распространение получили образцы данного инструмента с электрическим приводом (подключается к аккумулятору либо бытовой/промышленной сети), пневматическим приводом (требует наличие компрессора) и с гидравлическим приводом (подключается к насосу, оснащенному распределителем).

Товары каталога:

	Гайка из нержавеющей стали А2 ГОСТ 5915, ГОСТ 5927, DIN 934
	Болт с фланцем DIN 6921 класс прочности 5.8
	Болт с уменьшенной головой ГОСТ 7795, ГОСТ 7796, ГОСТ 7808 класс прочности 8.8
	Винт DIN 967, ГОСТ 11644 (полукруг крест с прессшайбой)
	Винт ГОСТ 17473, DIN 7985 (полукруг шлиц / полуцилиндрическая головка крест)