Как зафиксировать болт. От традиций к инновациям.
- В этой теме 8 ответов, 7 участников, последнее обновление ⤠ сделано
.
-
От простого — к сложному.
Гроверная шайба знакома всем. Она применяется повсеместно и является, пожалуй, самым известным средством против самопроизвольного откручивания резьбовых соединений.
Гровер хорош тем, что , сочетает в себе свойства пружинной шайбы и зубчатой, к тому же он дешев в производстве.
Но давайте посмотрим на другие варианты. Ведь, кроме гроверной шайбы, есть еще множество средств для предотвращения раскручивания болтов или гаек. Про химические средства типа Locktite говорить не будем — нас интересуют пока только простейшие механические решения в виде шайб и гаек.
Итак, есть еще пружинная шайба, создающая преднатяг (как, собственно и гровер) и не дающая ослабнуть гайке:
На несколько другом принципе основана шайба с зубчиками. Зубчики работают и как пружинки и как шипы, вгрызающиеся в материал гайки и корпуса и не дающие гайке провернуться:
Эти три шайбы, рассмотренные выше, всем более-менее знакомы. Думаю, никого не удивлю и гайкой с пластиковым кольцом- тоже вполне эффективным средством от самораскручивания:
Гайка с пластиковым кольцом НОВЫЕ РЕШЕНИЯ
Теперь рассмотрим относительно новые решения в фиксации резьбовых соединений. Начнем с аналога традиционной шайбы с зубчиками.
Тип 1. Шайба с мелким зубом
Новый тип шайбы имеет на обоих поверхностях мелкую насечку, которая, при затягивании, вгрызается в материал гайки и детали и не дает им прокручиваться относительно друг друга:
шайбы с мелким зубом Есть и гайки со встроенной площадкой с аналогичными зубчиками. Они, кстати, достаточно широко распространены, в отличие от шайб.
Тип 2. Шайбы с расклинивающим эффектом
Следующий вариант представляет собой продвинутую модификацию предыдущей шайбы. Система состоит из двух шайб, с наружной поверхности которых — обычная мелкая насечка для вгрызания в материал. Но на соприкасающихся поверхностях эти шайбы имеют несколько другой зуб — как у храповика. Конфигурация этого зуба позволяет прокручиваться шайбам только в одном направлении — направлении раскручивания резьбы. Причем при попытке раскручивания в шайбах возникает эффект расклинивания — обе шайбы расходятся и наружные зубчики шайб еще сильнее вгрызаются в материал.
Шайбы обязательно идут парой. Между собой они имеют крупный зуб, позволяющий им прокручиваться относительно друг друга только в направлении раскручивания гайки. С обоих наружных поверхностей — мелкую насечку для вгрызания в материал. Угол зуба больше, чем угол резьбы. Так обеспечивается гарантированный расклинивающий эффект шайб при попытке раскрутить соединение Тип 3. Гайка со встроенными расклинивающими шайбами
Следующее решение против прокручивания представляет собой гайку, оснащенную рассмотренными выше расклинивающими шайбами:
Колесные гайки Принцип — тот же самый, только шайбы завальцованы на гайке, что удобно, например, при креплении колес автомобилей. Гайка так и называется — «Колесная гайка».
Тип 4. Пружинные шайбы с расклинивающим эффектом
Следующая модификация тех же двух шайб с храповым зубом — пружинные шайбы. Это, кроме рассмотренных выше преимуществ, также обеспечивает дополнительный преднатяг, что дает еще большую гарантию надежности фиксации резьбового соединения:
пружинные шайбы с расклинивающим эффектом Тип 5. Самодеформирующаяся гайка
Следующая модификация — гайка специальной формы, которая при затягивании несколько деформируется, сжимая резьбу в своей верхней части и немного прослабляясь в нижней.
Самодеформирующаяся гайка Деформация данной гайки дает сразу два позитивных эффекта. Первый — в виде снятия напряжения на болте в области нижней части гайки и второй — фиксация резьбы в верхней части:
Затянутая самодеформирующаяся гайка в разрезе Лайфхаки
ПРОСТЫЕ СПОСОБЫ
Пожалуй, самое простое решение, используемое испокон веков — соединить головки болтов или гайки проволочной стяжкой:
Также всем известный способ, часто встречающийся в автомобильных узлах подвески и шасси — фиксация корончатой гайки с помощью шплинта:
Если гайка обычная, ее можно превратить в корончатую, надев на нее штампованную накладку. Фиксация происходит, как и в предыдущем случае — шплинтом:
Следующая гайка — ступичная. Если присмотреться, то видно, что верхнее кольцо этой гайки сплюснуто и представляет из себя овал. За счет этого происходит зажим резьбы на нескольких верхних витках, что и требуется для фиксации:
Видна приплюснутость на верхнем кольце, фиксирующая резьбу Еще одно решение с применением сжатия. На этот раз будет сжиматься внешнее кольцо, кольцевая зубчатая насечка которого при сжатии зайдет в ответные пазы зубчатой короны на гайке. Таким образом гайка зафиксируется. Естественно, что внешнее кольцо имеет фиксацию еще и к валу с помощью внутреннего шипа, аналогичного шипу у лапчатой шайбы.
При деформации внешнего кольца зубья смыкаются и фиксируют гайку Крепление с помощью лапчатой шайбы — очень распространенный способ, при котором лапчатая шайба удерживается внутренним шипом в пазу вала и одной или несколькими лапками крепится за гайку с пазами, расположенными на боковой поверхности:
СЛОЖНЫЕ СПОСОБЫ
Тип 1. Гайка «SAPER LOCK»
Интересный способ фиксации резьбы с помощью некоего подобия пружины, играющей роль стопорной муфты.
В гайку встроена пружинка, один из концов которой в виде рычажка выступает из специального паза на боковой поверхности гайки.
Этот выступающий рычажок нужен при откручивании. Дело в том, что при закручивании гайки пружинка вместе с гайкой свободно вращается по резьбе, не препятствуя закручиванию.
Устройство гайки SAPER-LOCK А при попытке откручивания, т.е. вращения гайки в обратную сторону, пружина сжимает витки резьбы и блокирует винт. Открутить гайку можно, только сдвинув рычажок пружины в крайнее левое положение. Для этого надо будет иметь специальный набор головок.
Пружинка препятствует откручиванию гайки, если не подвинуть рычажок в сторону откручивания Тип 2. Гайка «SEAL LOCK»
В нижней внутренней части гайки встроено пластиковое кольцо:
При затягивании это кольцо деформируется и принимает форму полости, образованной корпусом и гайкой, тем самым плотно обжимая резьбу и надежно фиксируя ее.
Тип 3. Гайка «SUPERBOLT»
Этот тип применяется при больших габаритах гаек. Например, есть резьба диаметром в полметра. Как закрутить гайку на такую резьбу с достаточным усилием? Нереально масштабировать обычную шестигранную гайку под такой размер, т.к. для ее затягивания понадобится и соответствующий чудовищных размеров гаечный ключ.
Вместо этого применяют тоже гайки, но не шестигранной, а круглой формы. Их закручивают на резьбу почти вручную, а уже силовую затяжку выполняют болтами, расположенными в этой гайке. Болты упираются в шайбу, установленную под гайкой, и создают необходимое усилие стягивания.
На рисунке ниже видно, как болты 1, находясь в теле гайки 2, упираются в шайбу 3 и тянут гайку 2 вместе с центральным болтом 5, создавая необходимое усилие стягивания. Так удалось уйти от громоздких гаек с огромными усилиями закручивания к малым усилиям на большем количестве болтов при незначительном усложнении конструкции.
ИННОВАТОРЫ НА МАРШЕ!
Сначала немного теории:
Существуют два проблемных фактора, вызывающих нарушение правильного функционирования резьбового соединения: самооткручивание и ослабление усилия затяжки.
Ослабление усилия затяжки. Длина болта может увеличится из-за температурного расширения, из-за деформации в результате действия осевой нагрузки на болт. Может произойти деформация прокладочных материалов. В данном случае фиксатор резьбы не играет никакой роли, разве что не позволит резьбе дальше раскрутится. Если резьбовое соединение не оснащено пружинной шайбой или другим средством борьбы с ослаблением затяжки, то остается лишь периодически контролировать эти соединения вручную.
Самораскручивание: Если болт или гайка затянуты с необходимым моментом, то это означает, что в резьбовом соединении присутствует напряжение сжатия, не позволяющее ему раскручиваться. Как только напряжение исчезает, появляется тенденция к самораскручиванию. Переменные нагрузки и вибрация вызывают кратковременные ослабления напряжения, что легко провоцирует самораскручивание.
Соответственно, все рассмотренные в этой и в предыдущих частях этой статьи способы фиксации резьбовых соединений служат для решения одной или обоих сформулированных выше проблем. В описании я постараюсь указывать, для чего служит способ: для противодействия ослабления или только для фиксации.
Начнем, традиционно, как это было в части 1 и в части 2, с простых и всем знакомых способов и закончим сложными и малоизвестными.
Шайба стопорная с лапками
При монтаже лепестки шайбы отгибаются, плотно охватывая грани гайки и выступы детали, тем самым фиксируя соединение.
В данном случае происходит только фиксация, без противодействия ослаблению.
Локтайт
На самом деле фиксаторы резьбы выпускаются не только под брендом Loctite, но традиционно химический фиксатор резьбы ассоциируется именно с этим производителем. Можно подобрать для различных задач состав с разной степенью фиксации.
В данном случае происходит только фиксация, без противодействия ослаблению.
Гайка с ребристым фланцем
Эти гайки могут применяться без специальных шайб с аналогичной антифрикционной поверхностью. Это упрощает монтаж, демонтаж и способствует удешевлению производства.
Если на торцы крупногабаритных гаек есть возможность нанести антифрикционную насечку, то на малогабаритных гайках приходится делать встроенные шайбы:
В данном случае происходит только фиксация, без противодействия ослаблению.
Гайка со встроенной лепестковой шайбой
Эта шайба, в отличие от предыдущей, хоть и встроена в гайку, но может свободно на ней вращаться. Это позволяет ей при затягивании гайки оставаться неподвижной и вгрызаться в материал, тем самым создавая дополнительное усилие на гайку. Это эффективно противодействует ослаблению резьбы и отлично ее фиксирует:
Гайка со стопорным кольцом
Это разновидность фиксации с помощью многолапчатой шайбы и стопорной гайки с пазами на боковой поверхности, рассмотренной в части 2.
В данном случае стопорное кольцо фиксируется на гайке не с помощью подгибания лепестка, как это принято традиционно, а с помощью двух винтов.
В данном случае происходит только фиксация, без противодействия ослаблению.
И напоследок, самое сложное решение из рассмотренных выше, и предназначенное не столько для фиксации резьбы, сколько для ее восстановления. Фиксация резьбы здесь — как дополнительная опция.
Helicoil
Выпускаются специальные наборы Helicoil, состоящие из резьбовых вставок (как бы футорок) различных размеров и приспособлений для их монтажа. Не будем подробно рассматривать всю технологию, остановимся только на ключевых моментах.
Итак, вставки Helicoil представляют из себя подобие пружинок. Эти пружинки с помощью специальных приспособлений закручиваются в резьбу. Далее, в получившуюся новую резьбу меньшего диаметра просто заворачивается болт. Производитель утверждает, что эта технология не только помогает восстановить сорванную резьбу, но и лучше распределяет напряжение по виткам резьбы, способствуя увеличению надежности резьбового соединения.
Есть «футорки» с фиксацией резьбы, есть — без. На рисунке ниже показана вставка Helicoil, на которой видно, что в середине резьбы есть один виток несколько измененной формы. Он и предназначен для фиксации:
Если такая вставка установлена в резьбу, то центральный виток будет создавать усилие на закручиваемый болт и не давать ему самораскручиваться:
В данном случае происходит только фиксация резьбы, без противодействия ослаблению.
Все способы для вас собрал Русский техник
Во многих хозяйственных магазинах и автомагах, продается «фиксатор резьбовых соединений» Стоит не дорого, применяется очень просто. Наносим на нитки резьбы, закручиваем и выдерживаем около полусуток. «Связывает» даже очень разболтанные резьбовые соединения. Можно будет открутить потом лишь приложив некоторое усилие. В тюбике его не очень много, но на десять раз вполне хватает (для болтов от 5 до 8мм.)
Удобство состоит в том что такое соединение не будет «мертвым» — всегда есть возможность демонтировать узел не применяя зубило и кувалду, но при всем при этом, полностью исключена возможность самооткручивания.
- Для ответа в этой теме необходимо авторизоваться.