1,5 руб.
от 1,9 руб/шт
Заказать
Где применяют гайки
Гайка — крепежное изделие с резьбовым отверстием, которое используется вместе с болтом, шпилькой или другим резьбовым элементом для создания разъемного соединения. Вид гайки выбирают с учетом нагрузки, условий эксплуатации, конструкции соединения и требований нормативной документации.
При разных условиях эксплуатации, а также при различных величинах и характере 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.
Рис. А. Гайки, применяемые в машиностроении.
Виды гаек и особенности их применения
Высокие гайки (высота равна 0,8d) служат для соединений, работающих на растяжение и воспринимающих большие знакопеременные нагрузки. Часто для таких соединений используют «усиленные» гайки высотой 1,2d. Такая конструкция позволяет полнее использовать прочность болта при работе соединения на растяжение и снижает риск разрушения по срезу витков резьбовой пары болт — гайка.
Высокие гайки диаметром от 12 мм и более в целях снижения массы конструкций могут выполняться с цилиндрической проточкой шестигранника, размер которой приблизительно соответствует размеру под ключ.
Низкие гайки используют в соединениях, воспринимающих небольшие растягивающие нагрузки, а также в соединениях, работающих преимущественно на срез.
Прорезные шестигранные гайки применяют в ответственных соединениях, работающих в условиях вибрационных нагрузок. Стопорение на болте выполняют шплинтом или проволокой. Для этих же целей могут использоваться шестигранные гайки с бонкой, завальцовываемой на болт.
В декоративных целях применяют глухие шестигранные гайки. Глухие гайки для запрессовки используют в разъемных соединениях, где доступ к гайке при монтаже затруднен. Круглые сферические гайки применяют как декоративные элементы и для снижения изгибающих нагрузок на болт. Гайки-барашки используют в быстроразъемных соединениях и с откидными болтами.
Круглые гайки с внутренней и наружной резьбой, со шлицами на торце или по периметру широко применяются в соединениях диаметром 14 мм и более. Меньшие масса и габариты круглых гаек по сравнению с шестигранными позволяют уменьшить массу конструкции. Круглые гайки с внутренней резьбой и шлицами на торце применяют и при малых диаметрах, начиная с 1,4 мм.
Самоконтрящиеся гайки
Для исключения самоотвинчивания резьбовых соединений при эксплуатации требуется их стопорение. Необходимость снизить массу конструкции, повысить надежность и уменьшить трудоемкость монтажно-сборочных работ привела к широкому применению самоконтрящихся гаек.
Принцип их работы основан на создании гарантированного натяга и увеличении трения в резьбовой паре за счет деформирования резьбовой части гайки либо использования упругих вкладышей.
Типовая самоконтрящаяся гайка представляет собой шестигранную или другую гайку с тонкостенным резьбовым цилиндрическим участком на неопорном торце — бонкой. Бонка может иметь 4–6 продольных прорезей, которые деформируются по периметру для создания натяга в резьбовой паре.
В зависимости от условий эксплуатации применяют высокие и низкие самоконтрящиеся гайки, двенадцатигранные, круглые с накаткой под запрессовку и другие конструктивные исполнения.
Из-за высокой трудоемкости изготовления прорезные самоконтрящиеся гайки, особенно типоразмеров М3–М10, во многих случаях заменяются гайками с неразрезной деформированной бонкой. Самоконтрящиеся гайки с неразрезной бонкой также выпускаются высокими, низкими, под запрессовку, двенадцатигранными и с пазовой конфигурацией.
В соединениях, работающих преимущественно на срез, применяют шестигранные самоконтрящиеся гайки без бонки, с опорным буртиком и уменьшенным размером шестигранника под ключ. Самостопорение достигается деформированием шестигранника. Для автоматизированной сборки могут использоваться самоконтрящиеся гайки с шайбой, завальцованной на опорный буртик.
Рис. B. Гайки самоконтрящиеся герметичные с фторопластом (а) и с нейлоновым вкладышем (б).
Герметизирующий вкладыш на основе фторопласта монтируется в расточке гайки с натягом и выступает над торцом на 0,5–0,8 мм. При сборке конусный переход от резьбы к гладкой части болта входит внутрь вкладыша, герметизируя резьбу по внутреннему и наружному диаметрам. Выступающая часть вкладыша при затяжке дополнительно герметизирует соединение по плоскости стыка.
В самоконтрящейся шестигранной гайке с упругим нейлоновым вкладышем резьба во вкладыше формируется болтом при его ввинчивании. Это создает необходимый натяг для стопорения резьбовой пары. Гайки с нейлоновым вкладышем могут иметь шестигранное, круглое, двенадцатигранное, ушковое и другое исполнение.
Контрящий элемент самоконтрящихся гаек может формироваться обжатием бонки в двух точках, по эллипсу или в трех точках параллельно оси либо под углом 12–16°. Возможно также получение контрящего элемента осадкой бонки. Для рассматриваемых в исходных данных конструкций указана точность резьбы гаек 5Н6Н.
Нормативы контрящих свойств самоконтрящихся гаек
Для самоконтрящихся гаек нормируются максимальный момент первого завинчивания и минимальный момент пятнадцатого отвинчивания — М1зав и М15отв.
| 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 приведены значения для ушковых и плавающих гаек, в знаменателе — для шестигранных гаек.
Исследования резьбовых пар М6 из стали 30ХГСА с резьбами 4h6h—4H5H и 6e—5H6H показали различия в стабильности стопорения при многократных эксплуатационных переборках. В испытаниях с затяжкой соединения заданным моментом и выдержкой при 250 °C в течение одного часа 35 переборок выдержали все исследованные гайки резьбовой пары 4h6h—4H5H и 50% гаек пары 6e—5H6H.
Средние значения моментов отвинчивания для резьбовой пары 4h6h—4H5H были выше на 32–80%. Для самоконтрящихся гаек из жаропрочных материалов, эксплуатируемых при высоких температурах, надежное стопорение, согласно исходным данным статьи, как правило, ограничивается пятью эксплуатационными переборками.
Окончательный контроль качества самоконтрящихся гаек включает измерение моментов завинчивания и отвинчивания.
Ушковые, неподвижные и плавающие гайки
Для снижения трудоемкости монтажно-сборочных работ и повышения эксплуатационных характеристик применяют самоконтрящиеся ушковые гайки, а также неподвижные и плавающие гайки в обойме.
Неподвижные ушковые самоконтрящиеся гайки могут иметь двухушковое, одноушковое и угловое исполнение. Они применяются, например, для крепления люков и панелей.
Рис. D. Гайки самоконтрящиеся ушковые, неподвижные и плавающие.
Крепление гайки к соединяемой детали осуществляется двумя заклепками. Такие детали изготавливают вытяжкой из листового материала на многопозиционных прессах либо холодной высадкой из проволоки.
Контрящие свойства обеспечиваются обжатием бонки, а у герметичных глухих ушковых самоконтрящихся гаек — обжатием резьбовой части колпачка. Для герметичных отсеков применяются также ушковые гайки, вулканизированные резиной.
Самоконтрящиеся гайки в обойме позволяют компенсировать технологические погрешности, возникающие при сборке крупногабаритных деталей сложной конфигурации. Гайка удерживается в пазах или прорезях обоймы, которые ограничивают ее перемещение и исключают выпадение. В зависимости от типоразмера минимальное перемещение гайки в плоскости обоймы составляет 0,5–1,0 мм.
Также применяются самоконтрящиеся плавающие гайки на кронштейнах и в обоймах-прищепках.
В отдельных конструкциях используются профили с самоконтрящимися плавающими гайками. Прессованные профили изготавливают из алюминиевых сплавов, гнутые — из стального листа. Положение гаек фиксируется местными выштамповками или отогнутыми по надрезам лапками.
Длина профиля с самоконтрящимися плавающими гайками определяется конструкцией изделия и может достигать 1,5 м. Профиль крепится к соединяемой детали заклепками с шагом 150–250 мм. Применение таких профилей позволяет уменьшить массу конструкции и сократить количество отверстий под заклепки.
Как выбрать гайку для соединения
При выборе гайки необходимо учитывать тип резьбового соединения, диаметр и шаг резьбы, характер нагрузки, класс прочности, материал и покрытие крепежа, условия эксплуатации и требования соответствующего ГОСТ, DIN или ISO.
Для стандартных и фланцевых соединений можно подобрать гайки в каталоге. Для ответственных соединений тип и характеристики крепежа должны соответствовать проектной и нормативной документации.
