16.3. Кріпильні деталі та типи з’єднань

Кріпильні деталі та типи з’єднань. Найпоширенішими є такі деталі: болти (рис. 16.4, а), ґвинти (рис. 16.4, в) шпильки (рис. 16.4, б), мутри (на рис. 16.4, а, б) та ін. Болт (або ґвинт) являє собою стрижень з головкою і нарізним кінцем. Болтами скріплюють деталі не дуже великої товщини. Отвори у з’єднуваних деталях виконують дещо більшого діаметра, щоб можна було легко вставити болт, не пошкодивши різі. З торця головку болта обточують на конус (знімають фаску), щоб зрізати вершини кутів призми, які можуть створювати труднощі при захопленні ключем.

Різь болтів нарізають або накочують на заготовках, одержаних гарячою висадкою з прутка. Болти також виготовляють з фасонного прутка (шестигранного або іншого профілю) на токарно-ґвинторізних верстатах чи автоматах.

Конструктивно головки болтів та ґвинтів виготовляють шести­гранними, квадратними, циліндричними, напівкруглими, потай­ними, із заглибленням під шестигранний ключ або спеціальну хрестоподібну викрутку. Є й інші форми головок. Болти, як правило, мають головку, яка захоплюється із зовні мутровим ключем, а ґвинти (іноді й болти) – спеціальним торцевим ключем.

Кінці болтів і ґвинтів виконують плоскими (рис. 16.5, а), з конічною фаскою (рис. 16.5, б) або сферичними (рис. 16.5, в).

Шпильки (рис. 16.4, б) мають два нарізних кінці.

Використовують ті чи інші кріпильні деталі залежно від міцності матеріалу з’єднуваних деталей, частістю складання і розбирання з’єднання в експлуатації, а також особливостями конструкції і технології виготовлення з’єднуваних деталей. Якщо товщина з’єднуваних деталей велика, то з’єднують їх шпильками (рис. 16.4, б).

До недоліків болтових з’єднань можна віднести такі: обидві з’єднувані деталі повинні мати місце для розташування мутри чи головки ґвинта; при заґвинчуванні чи відґвинчуванні мутри необхідно притримувати головку ґвинта від провертання; в порівнянні з ґвинтовим з’єднання болтом дещо збільшує масу виробу і спотворює його зовнішній вигляд.

а б в

Рис. 16.4. Основні типи кріпильних деталей

а б в

Рис. 16.5. Кінці болтів або ґвинтів

Ґвинти і шпильки застосовують у тих випадках, коли по­становка болта неможлива чи нераціональна. Наприклад, немає місця для розміщення мутри (головки), немає доступу до мутри (головки), при більшій товщині деталі необхідні глибоке свердління та довгий болт і т. ін.

Якщо в процесі експлуатації деталь часто знімають і потім знову ставлять на місце, то її слід закріплювати болтами або шпиль­ками, бо ґвинти при багаторазовому заґвинчуванні можуть пошкодити різь деталі. Пошкодження різі ймовірніше, якщо матеріали маломіцні і крихкі, наприклад із чавуну, дуралюмінію і т.п.

Підкладну шайбу ставлять під мутру або головку ґвинта для зменшення зминання деталі мутрою, якщо деталь виготовлена з менш міцного матеріалу (пластмаси, алюмінію, дерева і т.п.); поперед­ження чистих поверхонь деталей від подряпин при заґвинчуванні мутри (гвинта); перекриття великого проміжку отвору. Крім під­кладних шайб застосовують стопорні чи запобіжні шайби, які запо­бігають з’єднання від самовідґвинчування.

Шайби. Під мутри, головки болтів та ґвинтів, як правило, вста­новлюють шайби, які збільшують опорну поверхню і захищають деталь від задирів. Для стопоріння використовують спеціальні шайби. Найпоширеніші у машинобудуванні круглі шайби (рис. 16.6, а), які виготовляють штампуванням, а спеціальні шайби виготовляють на токарних верстатах.

Шайбу плоску квадратну чи особливої форми (рис. 16.6, б) за-стосовують для стопоріння мутри; круглу пелюсткову (рис. 16.6, в) – для стопоріння круглих мутр зі шліцами; круглу пружинну (шайба Ґровера) (рис. 16.6, г) – для стопоріння будь-яких мутр. Установлення пружинної шайби виключає самовідґвинчування мутри за рахунок пружності шайби. Крім того, пружність цієї шайби значно зменшує вібрації мутри. Шайби (рис. 16.6, б, в, г) є елементами мутрових замків. Проте приведені приклади є окремими зі значної кількості конструкцій мутрових замків (за рахунок контрмутри, при встанов-ленні шплінта, при обв’язуванні ґрупи прогоничів дротом, коли мутра міцно з’єднується зі стрижнем прогонича або шпильки.

Матеріали кріпильних деталей. Вибір допустимих напруг. Основні механічні характеристики (границя міцності , границя плинності , відносне видовження та ін.) матеріалів ґвинтів, болтів, мутр та шпильок нормовані міждержавним стандартом ГОСТ 1759. Для болтів, ґвинтів і шпильок із вуглецевих та леґованих сталей встановлені 12 класів міцності і відповідні для них рекомендовані марки сталей. Залежно від міцності матеріалів встановлені 7 класів міцності для мутр, які виготовляються з цих же сталей.

Матеріал кріпильних деталей визначається переважно умовами роботи (часто міцністю деталей) і технологією виготовлення. Крі­пильні деталі в масовому виробництві виготовляються обробкою тиском із пластичних сталей 10, 15, 15Х та ін. У спеціальних конструк­ціях, до яких ставляться жорсткі вимоги щодо маси, корозійної стійкості і теплостійкості, застосовують кріпильні деталі із пластмаси, титанових і берилієвих стопів, а також із корозійностійких, жаро­стійких та жароміцних сталей.

Щодо шайб, то їх виготовляють зі сталей марок Ст1, Ст2, Ст3, 08, 10, 18, 20, 25, пластмас, текстоліту, поліамідів та найлону. Пружин­ні шайби виготовляють зі сталей марок 65, 70, 75, 65Г, 30Х13, брондзи БрК3Мц1 та ін. Для мутрових ключів найчастіше застосовують сталь 45.

а б

в г

Рис. 16.6. Шайби

Для захисту кріпильних деталей із вуглецевих сталей від корозії їх покривають окисними плівками або наносять ґальванічні покриття товщиною 6-12 мкм.