Виды гаек, их применение и характеристики

Наша компания предлагает широкой ассортимент фланцевых прокладок собственного производства по ГОСТ 15180 и поставку деталей трубопроводов по России.

Гайки оцинкованные DIN

Где применяют гайки

При разных условиях эксплуатации, а также при различных величинах и характеров нагрузок, воспринимаемых соединением, применяют следующие гайки:

  •     обычные
  •     высокие
  •     низкие  
  •     прорезные для стопорения соединений
  •     самоконтрящиеся различного конструктивного испол­нения   
  •     самоустанавливающиеся
  •     анкерные неподвижные
  •     плавающие
  •     специальные.
Основные виды гаек, применяемых в ма­шиностроении, представлены на рис. А.

Гайки ГОСТ Ду DIN
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.

Гайки самоконтрящиеся герметичные с фторопластом
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.

Таблица 1.

Нормативы контрящих свойств самоконтрящих гаек

Резьба М1зав  (наибольший), Н*м
М15отв (наименьший), Н*м
М3 0,4/0,7 0,03
М4 0,7/0,9 0,10
М5 1,0/1,3 0,15
М6 1,3/2,7 0,20
М8 2,0/4,9 0,40
М10 4,0/6,9 0,60
М12 9,8/9,8 1,00
М14 12,7/12,7 1,50
М16 15,7/15,7 2,00

Примечание. В числителе - для ушковых и плавающих гаек; в знаменателе - для шестигранных 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.

Гайки самоконтрящиеся ушковые
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:

  •     обычные
  •     высокие
  •     низкие  
  •     прорезные для стопорения соединений
  •     самоконтрящиеся различного конструктивного испол­нения   
  •     самоустанавливающиеся
  •     анкерные неподвижные
  •     плавающие
  •     специальные.
Основные виды гаек, применяемых в ма­шиностроении, представлены на рис. А.

gaiki_din1.png
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.

gaiki_sam2.png
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.

gaiki_obj3.png
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.

Таблица 1.

Нормативы контрящих свойств самоконтрящих гаек


Резьба М1зав  (наибольший), Н*м
М15отв (наименьший), Н*м
М3 0,4/0,7 0,03
М4 0,7/0,9 0,10
М5 1,0/1,3 0,15
М6 1,3/2,7 0,20
М8 2,0/4,9 0,40
М10 4,0/6,9 0,60
М12 9,8/9,8 1,00
М14 12,7/12,7 1,50
М16 15,7/15,7 2,00

Примечание. В числителе - для ушковых и плавающих гаек; в знаменателе - для шестигранных 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.

gaiki_sam4.png
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).

gaiki_profili5.png
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.


Товары

  • Фланцевый крепеж (метизы)
    В наличии Артикул: 591570
    18 руб.
    от 20 руб.
    Заказать