Способы предотвращения самоотвинчивания резьбы

Детали машин

Предотвращение самоотвинчивания резьбы

Способы стопорения резьбовых деталей

Все крепежные резьбы удовлетворяют условию самоторможения ψ , так как в резьбах этого типа угол ψ подъема резьбы значительно меньше приведенного угла трения φ’ . Однако практика эксплуатации машин показывает, что при переменных нагрузках и вибрациях значение коэффициента трения (и, следовательно, угла трения) снижается, и происходит самоотвинчивание гаек и винтов вследствие микросмещений поверхностей трения. Условие самоторможения нарушается.

Стопорение резьбовых деталей осуществляют различными способами, при которых используют дополнительное трение в резьбе или фиксирующие детали и материалы. Иногда применяют комбинацию этих способов.

Дополнительное трение в резьбе

Дополнительное трение в резьбе, создают с помощью контргаек, пружинных шайб, фрикционных вставок в винты или гайки и т. п.

Контргайка (рис. 1, а) устанавливается на шпильку или болт после затяжки соединения основной гайкой. При этом между элементами крепежа создается натяг, способствующий увеличению силы трения в резьбе и между контактирующими плоскостями деталей. Этот способ практически не используется в машиностроении, а применяется, преимущественно, в быту, поскольку не является эффективным и существенно повышает стоимость соединения за счет дополнительной гайки. Нередко его применяют совместно с другими способами стопорения резьбовых деталей.

Пружинные шайбы (шайбы Гровера, гроверы) представляют собой один виток цилиндрической винтовой пружины с квадратным сечением и заостренными краями (рис. 1, б, изображение вверху) . Вследствие большой упругости они обеспечивают сохранение сил трения в резьбе, удерживая определенный натяг в соединении.
Острые края шайбы, врезаясь в торцевую плоскость гайки и детали, дополнительно препятствуют самоотвинчиванию гайки. Пружинные шайбы изготовляют разными для правой и левой резьбы.

Пружинные стопорные шайбы изобрел английский инженер Джон Гровер (1836-1892) , именем которого иногда и называют эти детали в обиходе.
Стопорение пружинными шайбами недостаточно надежно, и при высоких уровнях вибрации не исключает самоотвинчивание соединения.

Самоконтрящимися являются гайки с завальцованным пластмассовым стопорным кольцом. Резьба в кольце образуется при навинчивании на гайки винт.

Применение фиксирующих деталей

Широко распространены для предотвращения самоотвинчивания фиксирующие детали, т. е. шплинты, проволоку, стопорные шайбы с лапками, которые отгибают после завинчивания гаек или винтов. Подобные устройства обладают достаточно высокой надежностью, простотой конструкции, удобством сборки и разборки соединения.

Некоторые из этих способов приведены на рисунке 1 (в-л) : стопорение специальными винтами, вворачиваемыми в гайку, штифтами, шплинтами, различными шайбами.

Приварка и деформирование резьбы

Еще один способ предотвращения самоотвинчивания резьбы – приварка или пластическое деформирование деталей расклепыванием и кернением.
Подобные методы применяют в тех случаях, когда не требуется частый демонтаж соединения в процессе эксплуатации, поскольку соединительные элементы крепежа повреждаются в той или иной степени и, зачастую, требуют замены после разборки и последующей сборки.

Применение клеящих и фрикционных материалов

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений нередко используют склеивающие материалы – пасты, лаки, краски и клеи, которые либо значительно увеличивают коэффициент трения в резьбе, либо склеивают между собой детали крепежа.
Склеивающие материалы наносятся на резьбу непосредственно перед завинчиванием.

Иногда на практике используют комбинацию перечисленных выше способов стопорения крепежных деталей, что позволяет повысить надежность резьбовых соединений от самоотвинчивания.

Источник

15 способов предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания

Способы предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания:

1. Стопорение контргайкой. Контргайка — это вторая гайка, которая навинчивается рядом с основной на тот же болт и препятствует её самоотвинчиванию за счёт увеличения сил трения в резьбе.
2. Стопорение самоконтрящими гайками. Самоотвинчивание предотвращается нейлоновым вкладышем, скошенными краями или фланцем с зубчиками на гайке, которые увеличивают силы трения.
3. Закрепление пружинной разрезной шайбой (гровер), сжатие отогнутых концов которой увеличивает силу трения.
4. Пружинящая волнистая шайба, установленная под головку винта, создает необходимую силу, увеличивающую трение в витках резьбы.
5. Контрящие шайбы со слегка отогнутыми зубчиками, которые увеличивают сцепление между соприкасающимися поверхностями.
6. Стопорение специальными шайбами. Шайбы с усиками фиксируют гайку относительно детали или какой-либо выступающей части на поверхности детали. Для фиксации необходимо загнуть край шайбы или усик ее до упора в грань гайки или другую плоскость детали.
7. Применение стопорных винтов, упирающихся в резьбовой стержень через тело гайки.
8. Окраска головок винтов предусматривает не только предотвращение самоотвинчивания винтов, но и предохранение их от коррозии.
9. Шплинтовка применяется для стопорения корончатых и прорезных гаек с помощью разводного шплинта.
10. Стопорение проволочными замками применяют для винтов и гаек, имеющих отверстия для проволоки. Продетая в отверстие проволока закручивается с таким расчетом, чтобы создать момент, действующий в направлении затяжки резьбы.
11. Штифтовка применяется для стопорения специальных винтов.
12. Поджим пружиной для увеличения силы трения между витками резьбы.
13. Зачеканка или кернение. Применяют для винтов с потайной головкой и гаек. Удар керном наносится в зоне шлица для винта или в зоне резьбы для гайки.
14. Разгибка конца винта с прорезью после ввинчивания.
15. Расклепывание применяют только в случае, когда отвинчивание винтов не потребуется.

Материал по теме — стопорно-клиновые шайбы Nord-Lock – вибрационный тест Юнкера (видео):

Вибрационный тест Юнкера, в соответствии с DIN 65151, является наиболее жестким вибрационным тестом для болтовых соединений. В этом видео мы сравниваем эффективность шайб Nord-Lock с другими методами фиксации.

Стопорно-клиновые шайбы Nord-Lock предотвращают самоотвинчивание благодаря фиксации болтового соединения с помощью натяжения, а не трения. Это высококачественный продукт с документированным успехом во многих отраслях промышленности по всему миру. Стопорные шайбы Nord-Lock были тщательно протестированы и одобрены независимыми институтами, а также сертификационными органами.

Источник

Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания

Способы предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания:

• Стопорение контргайкой. Контргайка — это вторая гайка, которая навинчивается рядом с основной на тот же болт и препятствует её самоотвинчиванию за счёт увеличения сил трения в резьбе.
• Стопорение самоконтрящими гайками. Самоотвинчивание предотвращается нейлоновым вкладышем, скошенными краями или фланцем с зубчиками на гайке, которые увеличивают силы трения.
• Закрепление пружинной разрезной шайбой (гровер), сжатие отогнутых концов которой увеличивает силу трения.
• Пружинящая волнистая шайба, установленная под головку винта, создает необходимую силу, увеличивающую трение в витках резьбы.
• Контрящие шайбы со слегка отогнутыми зубчиками, которые увеличивают сцепление между соприкасающимися поверхностями.
• Стопорение специальными шайбами. Шайбы с усиками фиксируют гайку относительно детали или какой-либо выступающей части на поверхности детали. Для фиксации необходимо загнуть край шайбы или усик ее до упора в грань гайки или другую плоскость детали.
• Применение стопорных винтов, упирающихся в резьбовой стержень через тело гайки.
• Окраска головок винтов предусматривает не только предотвращение самоотвинчивания винтов, но и предохранение их от коррозии.
• Шплинтовка применяется для стопорения корончатых и прорезных гаек с помощью разводного шплинта.
• Стопорение проволочными замками применяют для винтов и гаек, имеющих отверстия для проволоки. Продетая в отверстие проволока закручивается с таким расчетом, чтобы создать момент, действующий в направлении затяжки резьбы.
• Штифтовка применяется для стопорения специальных винтов.
• Поджим пружиной для увеличения силы трения между витками резьбы.
• Зачеканку или кернение применяют для винтов с потайной головкой и гаек. Удар керном наносится в зоне шлица для винта или в зоне резьбы для гайки.
• Разгибка конца винта с прорезью после ввинчивания.
• Расклепывание применяют только в случае, когда отвинчивание винтов не потребуется.

192102, Санкт-Петербург, Волковский пр. 32

Крепеж оптом

Торговый Дом Нева продает оптом крепёж стандартов DIN, ГОСТ, оцинкованные метизы и высокопрочные крепёжные изделия. Поставки строительного крепежа осуществляются во все регионы России.

Источник

Средства против самоотвинчивания резьбовых деталей.

Все крепежные резьбы однозаходные имеют малый угол подъема резьбы и удовлетворяют условию самоторможения. Однако опыт эксплуатации резьбовых соединений показывает, что при вибрациях, переменной или ударной нагрузке происходит ослабление резьбового соединения и самоотвинчивание деталей. Для повышения надежности и предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания (иначе говоря, для стопорения)

применяют различные способы. Первый из них основан на том, что в резьбе создается дополнительное трение путем установки контргайки или пружинной шайбы, применения контргаек цангового типа, самоконтрящихся гаек и т. д. Заметим, что пружинные шайбы для правой и левой резьб должны иметь разное направление витка и наклон прорези, так как острые края шайбы должны врезаться в тело гайки и детали и дополнительно препятствовать самоотвинчиванию. Второй способ заключается в жестком соединении болта и гайки с помощью специальных деталей, например стандартного шплинта, для чего применяют прорезные или корончатые гайки и болты с отверстиями в стержне; жесткое соединение гайки или винта с деталью можно осуществить с помощью стандартной стопорной шайбы с лапкой; жесткое соединение болтов иногда выполняют с помощью проволоки. Третий способ предохранения от самоотвинчивания заключается в превращении резьбового соединения в неразъемное и применяют его для соединений, не требующих разборки (путем приварки, кернения, расклепывания) или разбирающихся очень редко (путем пайки, а для мелких резьбовых деталей применяют лак, краску, смолу).

Допускаемые напряжения. Обычно болты, винты и шпильки изготовляют из пластичных материалов, поэтому допускаемые напряжения при статической нагрузке определяют в зависимости от предела текучести материала, а именно:

при расчете на растяжение

;

при расчете на срез

;

при расчете на смятие

.

Значения допускаемого коэффициента запаса прочности [s] зависят от характера нагрузки (статическая или динамическая), качества монтажа соединения (контролируемая или неконтролируемая затяжка), материала крепежных деталей (углеродистая или легированная сталь) и их номинальных диаметров.

Ориентировочно при статической нагрузке крепежных деталей из углеродистых сталей: для незатянутых соединений [s]=1,5. 2 (в общем машиностроении), [s]=3. 4 (для грузоподъемного оборудования); для затянутых соединений [s] = 1,3. 2 (при контролируемой затяжке), [s]=2,5. 3 (при неконтролируемой затяжке крепежных деталей диаметром более 16 мм). Для крепежных деталей с номинальным диаметром менее 16 мм верхние пределы значений коэффициентов запаса прочности увеличивают в два и более раз ввиду возможности обрыва стержня из-за перетяжки. Для крепежных деталей из легированных сталей (применяемых для более ответственных соединений) значения допускаемых коэффициентов запаса прочности берут примерно на 25% больше, чем для углеродистых сталей.

При переменной нагрузке значения допускаемых коэффициентов запаса прочности рекомендуются в пределах [s] = 2,5. 4, причем за предельное напряжение принимают предел выносливости материала крепежной детали.

В расчетах на срез при переменной нагрузке значения допускаемых напряжений берут в пределах ; (меньшие значения для легированных сталей).

Источник

7 способов защиты болтовых соединений от самооткручивания

Большой популярностью в современном мире пользуется так называемый резьбовой крепеж и болтовые соединения, которые активно используются как во время сборки узлов транспортных средств, так и любой другой техники либо конструкций. Главное достоинство таких креплений заключается в том, что их можно несколько раз устанавливать или демонтировать, при возникновении такой необходимости.

Однако при воздействиях сильных вибраций, он может сильно ослабнуть и в дальнейшем не справляться с сильными нагрузками и вибрационными колебаниями. Поэтому для обустройства креплений такого типа используются разнообразные стопорящие гайки или болты, которые предохраняют при возникновении сильных нагрузок либо вибраций болтовые соединения от самопроизвольного самооткручивания.

Контргайка

Самопроизвольное откручивание болтовых креплений, в которых применяются гайки, а также болты, является распространенной проблемой, с которой очень часто сталкиваются люди, обслуживающие разнообразные механизмы либо конструкции, оснащенные множеством подвижных узлов.

Чтобы устранить эту проблему и избежать самопроизвольного отвинчивания резьбовых креплений, применяются специально разработанные приспособления. Они позволяют частично либо полностью заблокировать болтовое соединение.

Часто для того чтобы заблокировать резьбовое соединение и предотвратить его самостоятельное отвинчивание из-за воздействия больших нагрузок и сильных вибраций, используется специальное приспособление – контргайка. Ее размещают непосредственно за первой, закрученной гайкой.

Некоторые специалисты для надежной фиксации резьбы пользуются специальной конструкцией, состоящей из двух обыкновенных, затянутых друг после друга гаек. Однако как показывает практика, специальные контргайки более эффективно предотвращают проблемы, связанные с самооткручиванием креплений.

Пружинная шайба

Могут применяться комплексно (одновременно), вместе с обыкновенными шайбами при обустройстве, монтаже так называемого резьбового крепежа. Их нужно устанавливать непосредственно под саму закручиваемую гайку. Является одним из наиболее распространенных и используемых способов защиты конструкций от самооткручивания.

Однако следует учитывать тот факт, что при воздействии больших нагрузок либо сильных вибраций, такая шайба может разрушиться на несколько фрагментов. В результате разрушения пружинной шайбы, болтовой крепеж будет нарушен и ослаблен.

Зубчатая шайба

Являются одним из наиболее дешевых фиксирующих, стопорящих приспособлений, позволяющих предотвратить самооткручивание конструкций. Однако при воздействии большого количества закручиваний, зубцы, расположенные на поверхности такой шайбы, начнут сильно сглаживаться. В результате этого она не сможет блокировать соединения и предотвратить их дальнейшее самопроизвольное откручивание.

Клиновые шайбы

Эти приспособления используются парно. Одна сторона клиновой шайбы оснащена специальными радиальными ребрами, а другая – клиновой поверхностью. Такое приспособление для фиксации конструкций обладает высокой надежностью и способно успешно выдерживать даже повышенные нагрузки, а также вибрации.

Самоконтрящиеся гайки

Внутренняя поверхность таких элементов для фиксации резьбы оснащена специальным нейлоновым кольцом, которое способно гасить поступающие на конструкцию вибрации, а также предотвращать самопроизвольное завинчивание. Применяется при сборке большинства узлов транспортных средств и других механизмов. Является надежным приспособлением, позволяющим зафиксировать соединение. Однако со временем, при сильных, интенсивных нагрузках, крепления, состоящие из самоконтрящихся гаек, начнет ослабевать.

Корончатая гайка

Активно применяется в механизмах, которые постоянно подвержены воздействию вибрационных колебаний. Надежно фиксируется на всей конструкции и не позволяет креплению расшатываться. По своей форме это приспособление сильно похоже на корону. На его поверхности расположены небольшие прорези под установку шплинта.

Анаэробная жидкость

Представляет собой специальный состав, который необходимо наносить непосредственно на поверхность резьбы в том месте, где будет расположена гайка. Является одним из наиболее надежных способов фиксации, без использования разнообразных герметиков, а также специальных элементов. После использования анаэробной жидкости, для того чтобы разобрать крепеж, его придется разогревать либо воспользоваться специальным ударным гайковертом.

Перечисленные методы фиксации болтового крепежа являются самыми распространенными и наиболее используемыми в современном мире. Однако существует множество других способов, позволяющих надежно зафиксировать и предотвратить самостоятельное откручивание резьбовых соединений. Например, помимо корончатых и контргаек, активно используется метод штифтовки либо стопорение при помощи проволочных винтов (подходит только для крепежных элементов, оснащенных небольшими отверстиями для протягивания проволоки).

Источник