Резьбовые соединения, схемы, достоинства, недостатки, классификация, способы стопорения

Резьбовые соединения – это разборные соединения с применением резьбовых крепёжных деталей (винтов, болтов, шпилек, гаек) или резьбовых элементов, выполненных непосредственно на соединяемых деталях.

Резьбой называют совокупность чередующихся выступов и впадин определённого профиля, расположенных по винтовой линии на поверхности тела вращения (обычно цилиндра или конуса).

Достоинства резьбовых соединений:

1. возможность создания больших осевых нагрузок при относительно низких усилиях на инструменте (ключе);

2. возможность фиксации в затянутом состоянии вследствие эффекта самоторможения;

3. удобство сборки и разборки с применением стандартного набора инструментов (ключи, отвёртки);

4. простота конструкции и возможность точного изготовления;

5. наличие широкой номенклатуры стандартных изделий (винты, бол­ты гайки);

6. низкая стоимость крепёжных изделий благодаря массовости и вы­сокой степени автоматизации производства;

7. малые габариты в сравнении с соединяемыми деталями.

Недостатки резьбовых соединений:

1. высокая концентрация напряжения в дне резьбовой канавки вследствие малых радиусов скругления;

2. значительные энергопотери в подвижных резьбовых соединениях (низкий коэффициент полезного действия);

3. большая неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы (первый виток воспринимает, как правило, до 55% приложенной к соединению осевой нагрузки);

4. склонность к самоотвинчнванию при воздействии знакопеременных осевых нагрузок;

5. ослабление соединения и быстрый износ резьбы при частых разборках и сборках.

Большое разнообразие функций, для выполнения которых предназначены те или иные резьбовые соединения, явилось причиной и большой номенклатуры применяемых резьб. Поэтому классификация резьбовых соединений фактически является классификацией резьбы, использованной в соединениях.

Классификация резьб:

1. по эксплуатационному назначению – крепёжная, крепёжно-уплотняющая, ходовая (для преобразования движения), специальная (например, ниппельная);

2. по форме поверхности, несущей резьбу – цилиндрическая и коническая;

Рис. 39. различные профили резьб: а – треугольный; б – трапециедальный; в – упорный; г - прямоугольный; д - круглый.

 

 

3. по форме профиля резьбы в поперечном сечении нарезки (рис. 39) - треугольная, трапецеидальная, упорная, прямоугольная, круглая;

4. по расположению – наружная и внутренняя;

5. по величине шага нарезки - нормальная (с крупным шагом нарезки) и мелкая (с уменьшенным шагом нарезки);

6. по направлению нарезки - правая (применяется чаще) и левая;

7. по числу заходов (по количеству параллельных гребешков движущихся вдоль одной и той же винтовой линии) – одно-, двух-, трёх-, и т.д., многозаходная;

8. по исходной метрической системе – метрическая и дюймовая.

Рис. 40. Профиль нарезки метрической резьбы.

 

Рис. 41. Профиль нарезки
трубной резьбы

даже мелкие резьбы под действием вибрационных и ударных нагрузок склонны к постепенному ослаблению и развинчиванию. В этих условиях необходимо применять дополнительные средства, предотвращающие самоотвинчивание резьбовых соединений. Известно множество приёмов борьбы с самоотвинчиванием резьбовых соединений. Применение любого из таких приёмов и называют стопорением резьбового соединения. Все способы стопорения можно разделить на 3 категории:

1. создание повышенных сил трения в резьбе между винтом и гайкой (пружинные шайбы, гайки с контргайками, предварительно обжатые гайки, гайки с пластмассовой вставкой, свинчивание на краску или клей и т.п.);

Рис. 36. Некоторые способы стопорения резьбовых соединений: а)установкой пружинной шайбы; б) пружинная шайба в свободном состоянии; в) коронная гайка со шплинтом; г) отгибная шайба с усом; д) обвязка болтов проволокой; е) раклёпывание выступающего конца болта; ж) кернение в резьбу; з) прихватка сваркой в резьбу.

2. жёсткая взаимная фиксация свинченных деталей друг относительно друга (шплинты и корончатые гайки, обвязка проволокой, отгибные шайбы с усиками, пружинные кольца с усом, кернение в резьбу, обварка в резьбу и т.п.);

3. фиксация резьбовых деталей относительно скрепляемых деталей (отгибные шайбы на корпус, закрепление головки болта в канавке корпуса или фланца, прихватка к корпусу или фланцу сваркой и т.п.).