Конструкции шпилек

Шпильки (рис. 6) применяют в тех случаях, когда в конст­рукции соединения нет места для головки болта или невозможно просверлить сквозное отверстие под болт. Шпильку используют также в тех случаях, когда материал соединяемых деталей не обес­печивает достаточной долговечности резьб при частых сборках и разборках (аллюминиевые или магниевые сплавы, серый чугун). По­садку шпилек в глухие отверстия корпуса можно осуществлять по сбегу резьбы, с упором в дно отверстия или на опорный буртик. В основном используют метрическую резьбу с полем допуска 6d; 6е.

Рис. 6. Конструкции шпилек.

Конструкции жесткой шпильки (рис. 6, а) со стержнем диамет­ром, равным диаметру резьбы, применяют только для коротких шпи­лек. К недостаткам такой шпильки относят жесткость и большую массу.

Для увеличения сопротивления усталости шпильки в соедине­ниях, подверженных повышенным циклическим нагрузкам, вводят разгружающие выточки и шейки (рис. 6, б) на участках перехода от резьбы к гладкой части стержня. С этой же целью можно при­менять полые шпильки (рис. 6, д).

Часто применяют облегченные шпильки (рис. 6, в) с уменьшен­ным диаметром стержня, равным внутреннему диаметру резьбы или меньшим его. Их преимущества заключаются в равнопрочности шпиль­ки в нарезанной и гладкой частях, податливости, меньшей массе.

При завертывании шпильки в корпус из низкопрочного мате­риала необходимо в шпильке создать рабочее напряжение большее, чем в корпусе. Это достигается использованием конструкции шпильки (рис. 6, г), завертываемой с упором в торец корпуса.

Конструкции гаек и шайб

Основным типом гаек являются шестигранные (рас. 7,а). Высо­та нормальных гаек 0,8 d. При частом завинчивании и отвинчивании и больших силах применяют высокие (высота 1,2d) и особо высо­кие (высота 1,6d) гайки.

Рис. 7. Конструкции гаек и шайб.

Гайки, подлежащие стопорению с помощью шплинтов, выполняют корончатыми или прорезными, обычно с увеличенной общей высотой (рис. 7, б).

В случае опасности вытекания жидкости применяют герметизи­рующие гайки (рис. 7, в).

В условиях относительно малых нагрузок преимущественно для фиксирования подшипников на валах применяют круглые установоч­ные гайки со шлицами (рис. 7, г).

Гайки, часто завинчиваемые и отвинчиваемые при малой потреб­ной силе затяжки, выполняют в виде барашка (рис. 7, д) или с на­каткой (рис. 7, е).

Шайбы (рис. 7, ж) предназначены для предохранения при затяжке болтов или гаек от повреждений чисто обработанных участков поверх­ностей соединяемых деталей и обеспечения правильной установки го­ловки болта или гайки при не перпендикулярной поверхности детали относительно стержня болта.

Изготовляемые по ГОСТ 11371-78 круглые шайбы (в виде сплош­ного кругового кольца) выпускают в двух исполнениях: исполнение 1 - без фасок и исполнение 2-е фаской.

Основные способы стопорения резьб

При действии переменной нагрузки, вибрациях, сотрясениях возможно самоотвинчивание резьбовых деталей. Для предупреждения этого явления применяют стопорящие устройства (рис. 8), работа которых основана на создании дополнительного трения, использо­вании специальных запирающих элементов - шплинтов, шайб, приме­нении пластического деформирования или приварки после затяжки.

На рис. 8, а представлен способ стопорения резьбы контргай­кой, т.е. второй гайкой. После затягивания контргайка воспринима­ет основную осевую нагрузку, а сила затяжки и сила трения в резьбе основной гайки ослабляется. Существуют самоконтрящиеся гайки с радиальным натягом резьбы в результате пластического обжатия (после нарезания резьбы) верхней части гайки на эллипс (рис. 8, б) или при выполнении нескольких радиальных прорезей на круг (рис. 8, в). Самоконтрящиеся гайки выполняют также с завальцованными пластмассовыми (полиамидными) стопорными кольцами (рис. 8, г). Резьба в кольцах образуется при навинчивании на винт, причем обеспечиваются большие нормальные силы и силы трения между вин­том и кольцом. Вместо кольца можно применять пробку из полиамида (рис. 8, д). Способность стопорения при этом сохраняется после большого числа сборок и разборок.

Рис. 8. Конструкции стопорящих устройств.

Широко употребляют пружинные шайбы (рис. 8, ж), обеспечиваю­щие вследствие упругости шайбы сохранение сил трения в резьбе при колебаниях осевой нагрузки. Недостатком этих шайб является некоторое смещение нагрузки. Данного недостатка лишены осесимметричные пружинные шайбы с несколькими отогнутыми усиками (рис. 8, з).

В конструкциях, подверженных спокойной нагрузке, применяют стопорение резьбы посредством специального винта через медную или свинцовую прокладку (рис. 8,и).

На рис. 9 представлены способы стопорения специальными эле­ментами.

На рис. 9, а показано стопорение шплинтом (стержнем, согну­тым из проволоки полукруглого сечения). Выпадению шплинта в одну сторону препятствует петля на сгибе, а в другую - разведенные концы. Сила затяжки в этом случае должна регулироваться ступен­чато.

Рис. 9. Способы стопорения специальными элементами.

Стопорения гайки или головки винта по отношению к детали можно достичь стопорными шайбами (рис. 9, б) с лапками, одну из которых отгибают по грани, а две других - по грани гайки.

Для стопорения гаек со шлицами, употребляемых при регулиров­ке и креплении подшипников качения на валу, применяют стопорные шайбы с лапками (рис. 9, в).

Гайки и головки болтов в групповых соединениях можно сто­порить обвязкой проволокой через отверстия с натяжением прово­локи в сторону затягивания резьбы (рис. 9, г).

При очень редкой разборке возможно стопорение пайкой. Если соединение совсем не требует разборки в эксплуатации, применяют стопорение пластическим деформированием или приваркой, которая превращает соединение в неразъемное.