2.1.7 Крепежные детали

Наибольшее распространение среди резьбовых крепежных деталей получили крепежные болты, винты, шпильки и гайки.

При сборке и разборке резьбового соединения крепежные детали поворачивают или удерживают от поворота соответствующим инструментом (ключом, отверткой) или непосредственно рукой. Встречаются также резьбовые детали с закладными головками, располагаемыми в пазу одной из соединяемых деталей.

	а	б	в	г
Рис. 2.9. Резьбовые соединения

Болты используются с гайкой (рис. 2.9а) и применяются в тех соединениях, где возможно обеспечить доступ к обоим концам болтового соединения. При затяжке болтового соединения вращают гайку, а болт удерживают от проворачивания. Болтовое соединение предпочтительнее использовать: при соединении деталей сравнительно небольшой толщины; для соединения деталей из материалов не обеспечивающих достаточную прочность и долговечность резьбы, выполненной непосредственно на детали; при необходимости частого завинчивания и отвинчивания. Болты не требуют нарезания резьбы в детали, но не всегда удобны при сборке и не способствуют приданию машине удобных гладких форм.

Винты вкручиваются в резьбовые отверстия, выполненные в детали (рис. 2.9б). Винтовые соединения используются: при отсутствии доступа к одной из сторон соединения; в случае достаточной прочности материала детали и достаточной ее толщины; при жестких требованиях к массе соединения. Для повышения износостойкости резьбы в корпусах из материалов невысокой прочности используют втулки (рис. 2.9в), которые завинчивают или заливают в отверстие в корпусе.

Соединение с помощью шпильки (рис. 2.9г) применяется в случаях: для соединения толстых пакетов деталей – вместо болтового соединения; при необходимости частого завинчивания и отвинчивания в корпусах из материалов невысокой прочности – вместо винтового соединения.

Болты и винты представляют собой цилиндрический стержень с резьбой на одном конце и головкой на другой.

Головки болтов и винтов подразделяют на: а) захватываемые инструментом снаружи головки; б) захватываемые инструментом изнутри или с торца головки; в) препятствующие проворачиванию. Некоторые виды головок представлены на рис. 2.10.

Головки с наружным захватом допускают наибольшую силу затяжки, но требует много места для поворота ключа. Наиболее распространены шестигранные головки (рис. 2.10а), для затяжки которых требуется относительно небольшой оборот ключа (на 1/6 оборота). Шестигранные головки бывают нормальной и повышенной точности, с нормальным и уменьшенным размером под ключ, увеличенной, нормальной и уменьшенной высоты.

а		б				в				г
д	е		ж	з	и		к	л	м		н
Рис. 2.10. Виды головок болтов и винтов

В условиях частого завинчивания и отвинчивания, например, в станочных приспособлениях, и при наличии свободного пространства для поворота ключа, применяют квадратные головки (рис. 2.10б и 2.10в).

В условиях стесненных габаритов применяют винты с головками, имеющими на поверхности шлицы треугольного профиля (рис. 2.10г). Такие головки требуют специальных торцевых ключей и поэтому имеют ограниченное применение.

Головки с внутренним и торцевым захватом можно устанавливать в углублениях на детали, что уменьшает габариты, придает гладкую, удобную для обслуживания форму изделия, улучшает эстетику.

Широкое распространение в последнее время получили головки с внутренним шестигранником (рис. 2.10д). Размер шестигранника подобран таким образом, что максимальный момент затяжки, допускаемый ключом, соответствует прочности винтов и является предохранительным элементом от перетяжки.

Так же широко распространены головки со шлицами под обычную (рис. 2.10к) и крестообразную (рис. 2.10л) отвертки. Головки могут быть цилиндрическими (рис. 2.10е), полукруглыми (рис. 2.10ж), потайными (рис. 2.10и) или полупотайными (рис. 2.10з). Головки под обычную отвертку применяют для винтов малых размеров и для малых сил затяжки. Головки с крестообразным шлицом более совершенны и допускают несколько больший момент затяжки.

Из головок, препятствующие проворачиванию, наиболее распространены закладные головки квадратной формы (рис. 2.10б) или с двумя лысками (рис. 2.10м), которые закладывают в специальные гнезда, выполненные в корпусе детали. Так же применяются круглые головки с усиком, вызывающим обмятие детали (рис. 2.10н), или некруглым подголовком.

а	б	в	г
Рис. 2.11. Конструктивные формы стержней болтов и винтов

По форме стержня винты бывают: с нормальным стержнем (рис. 2.11а); с утолщенным стержнем для установки в отверстие без зазора, для предотвращения сдвига соединяемых деталей (рис. 2.11б); со стержнем уменьшенного диаметра и подголовком (центрирующим пояском) (рис. 2.11в). Последние болты обладают повышенной податливостью и пониженной концентрацией напряжений у резьбы и применяются в ответственных соединениях, воспринимающих переменные и ударные нагрузки. На них иногда посередине делают поясок для гашения вибрации стержня (рис. 2.11г).

		а	б
Рис. 2.12. Конструкция шпилек

Шпильки (рис. 2.12) представляют собой цилиндрический стержень с резьбой на обеих концах, меньший по длине резьбовой конец ввинчивается в резьбовое отверстие в детали, на другой конец накручивается гайка.

Длина ввинчиваемого конца l₁ зависит от прочности материала детали, в отверстие которой ввинчивается шпилька, и может быть от – для стальных деталей, до – для деталей из алюминиевых сплавов.

Для предотвращения вывинчивания шпилек из корпуса, их фиксируют (стопорят) посадкой на резьбе с натягом, завинчиванием на сбег резьбы, с помощью клея и т.д.

Гайки представляют собой втулки с внутренней резьбой (рис. 2.13).

Наиболее распространены гайки шестигранной формы (рис. 2.13а). Они могут изготавливаться нормальной и повышенной точности, с нормальным и уменьшенным размером под ключ, увеличенной, нормальной и уменьшенной высоты.

а	б	в	г	д	е
Рис. 2.13. Основные типы гаек

При шплинтовании резьбового соединения используются специальные прорезные и корончатые гайки (рис. 2.13б), обычно с увеличенной общей высотой. Для предотвращения самопроизвольного отворачивания применяются самостопорящиеся гайки с нейлоновым кольцом (рис. 2.13в). Колпачковые гайки (рис. 2.13г) используются для защиты резьбового конца, а также в целях безопасности и эстетики.

В условиях относительно малых (для данного номинального диаметра) нагрузок, преимущественно для валов, применяют круглые гайки со шлицами (рис. 2.13д) или с отверстиями.

Гайки, часто завинчиваемые и отвинчиваемые от руки (при малой силе затяжки) выполняют в виде барашка (рис. 2.13е) или круглой формы с накаткой.

Для предохранения резьбовых соединений от самопроизвольного отвинчивания применяются следующие способы:

• контрогайка;

• шплинтование, применение проволочных замков;

• пружинные шайбы;

• самостопорящиеся гайки с нейлоновым кольцом;

• шайбы и планки с отгибающимися краями;

• кернение резьбы.