Затяжка різьбових з /єднань

назад

Надійність та довговічність роботи важко навантажених різьбових з’єднань в значної мірі визначається тим, наскільки правильно буде виконана їх затяжка в процесі складання. Підвищення точності затяжки дозволяє при конструюванні різьбових з’єднань зменшити розрахункові запаси міцності і кінцевому рахунку знизити їх масу, а таким чином і витрати на виготовлення.

Якщо деталі, що з’єднуються болтами, шпильками або гвинтами, зазнають під час роботи перемінні ударні навантаження, то такі з’єднання необхідно затягувати крутним моментом визначеної величини, при цьому у випадку багато болтового (багато гвинтового) з’єднання необхідно забезпечити рівномірність затягування усіх різьбових з’єднань.

Вимоги до рівномірності затяжки ще більш підвищуються, якщо в з’єднанні необхідна герметичність. Неповна і нерівномірна затяжка гайок (гвинтів) може явитись причиною деформації деталей під дією перемінного навантаження, порушення щільності з’єднання, тобто причиною неякісного складання, що приводить до більш швидкого зношення складальної одиниці або машини.

В технічних вимогах на складання відповідальних різьбових з’єднань указуються граничні значення крутячого моменту, яким повинні бути затягнуті гайки або гвинти. Особливі вказівки по затяжці різьбових деталей задаються в умовах на складання шатунних і корінних підшипників швидкохідних двигунів внутрішнього згоряння, карданних валів, головок блоку і багатьох інших складальних одиниць.

Моменти затяжок, що витримують при складанні, встановлюють в залежності від номінального діаметру різьби, з урахуванням матеріалів із яких виготовлені деталі кріплення.

Забезпечення необхідної затяжки даного різьбового з’єднання є дуже відповідальною частиною технології складання.

Найпростішим способом обмеження крутячого моменту при затягуванні гайок є вибір відповідної довжини рукоятки ключа. Але ж зусилля в процесі складання навіть у одного і того ж складальника може змінюватись у порівняно великих границях, що безумовно, буде впливати на рівномірності затягування. Тому спосіб регулювання величини крутного моменту довжиною рукоятки ключа застосовується тільки в тому випадку, коли є необхідність обмежити великий крутний момент при максимальному зусиллі робітника. Для нерозбірних з’єднань іноді застосовується метод обмеження моменту затяжки із застосування удаваної головки гвинта. Розміри її контрольного пояска розраховані на визначену величину моменту. Перевищення останньої визиває скручування і відрив головки.

Звичайно же застосовують інші міри обмеження моменту при затяжці гайки (гвинта):

• спеціальні ключі;

• поворот гайки на визначений, попередньо встановлений кут;

• затяжку із вимірюванням подовження шпильки або болта.

Найбільш розповсюдженим є спосіб застосування спеціальних ключів; вони бувають різних типів: граничні, що автоматично виключаються при досягненні визначеного моменту затяжки, і динамометричні – з покажчиком величини моменту, що прикладається при затяжці.

В деяких виробництвах застосовують електричні ключі з татируванням. У них необхідний момент задається двома татированими лімбами, які пов’язані з контактом електричного ланцюга. Останній при досягненні заданого моменту затяжки з’єднується з іншим контактом, що знаходиться на тонкій стінці ключа, що деформується під дією зусилля, що прикладається. Про свідчить світлова сигналізація.

Ряд конструкцій ключів стандартизований. Граничні ключі не забезпечують високої точності затяжки, але прості в конструкції і зручні в експлуатації і тому знаходять широке застосування.

При користуванні динамометричними ключами робітник повинен слідкувати за положенням стрілки і зупиняти затяжку, коли вона підійде до необхідного ділення шкали, що є деякою незручністю.

Динамометричні і граничні ключі застосовують також для контролю ступеню затягування різьбових з’єднань, які складені за допомогою механізованих засобів.

Необхідна величина затяжки може бути також витримана, якщо гайка після торкання стикових площин з’єднання буде додатково повернута на визначений кут. При складанні зєднань за цим способом гайку спочатку затягують звичайним ключем, створюючи за рахунок деякого згладжування шорсткості на поверхнях різьби і площинах деталей велику щільність в стиках складальних одиниць. Потім гайку відгвинчують на два – три витка і знов нагвинчують до торкання її торця з опорною площиною. Після цього її повертають на встановлений кут, контролюючи останній за допомогою градуйованого диску і стрілки. Диск фіксується відносно болта, що виключає похибку, що пов’язана з його скручуванням.

Спосіб безпосереднього вимірювання подовження різьбових деталей звичайно застосовують, коли ця деталь має значну довжину. В цьому випадку величина подовження більш суттєва і може бути виміряна більш точно контрольними приладами. Для цього застосовують індикатори годинникового типу.

Найбільшої точності можна досягти при затяжці комбінованим способом. В тому випадку затяжку виконують в два етапи: спочатку при визначеному крутному моменті (динамометричним або граничним ключем), а потім догвинчування гайки з вимірюванням кута її повороту. Необхідний крутний момент і кут повороту гайки визначають із діаграми «крутний момент – кут повороту». Крутний момент для першого етапу затяжки відповідає початковій невизначеній залежності цих двох показників, а кут кінцевої затяжки береться в діапазоні прямої залежності.

Розповсюдженими похибками різьбових з’єднань є зрив витків, нахил різьби, місцева забитість, зминання граней головки, згин болта, шпильки або гвинта і утворення шийки на болті або шпильці.

Нахил і зрив різьби отримують головним чином від без контрольованої затяжки різьбового з’єднання. Часто зустрічається дефект – односторонній зріз різьби, що виникає при складанні з’єднань з отворами під болт або шпильку, що не співпадають або перекошені. Дуже важко контролювати, щоб кут перекосу гвинта або болта при вводі його в отвір, не перевищував визначеної величини. Особливо велике значення має ця умова у випадку примусової подачі різьбових деталей в механізованих установках для згвинчування.

Все це свідчить про те , що технологія складання різьбових з’єднань в значної ступені впливає на характер розподілення напруження в болті, шпильці або гвинті і є важливою умовою забезпечення міцності. До 70% пошкоджень болтів відповідного призначення (наприклад шатунних) – результат неправильного затягування і від 10 до 25 % пошкоджень пояснюється іншими погрішностями складання.