§ 3. Конструкции резьбовых деталей и применяемые материалы

Основные резьбовые крепежные детали — болты, винты, шпильки, гайки: а также шайбы и устройства, предохраняю­щие резьбовые соединения от самоотвинчивания, гаечные ключи.

Болты и винты для крепежных изделий. Болтами (рис. 3.а) скрепляют детали не очень большой толщины. Отверстия в соединяемых дета­лях выполняют несколько боль­шего диаметра, чтобы можно было легко вставить болт, не повредив резьбы. С торца голов­ку болта обтачивают на конус (снимают фаску), чтобы срезать вершины углов призмы, кото­рые могут создавать затруднения при захватывании клю­чом.

Резьбу у болтов накатывают или нарезают на заготовках, полученных горячей высадкой из прутка. Болты также изго­товляют из фасонного прутка (шестигранного или другого профиля) на токарно-винторезных станках или автоматах.

Болты и винты находят широкое применение во всех от­раслях машиностроения для получения разъемных соединений. Они стандартизованы.

Конструктивные формы болтов и винтов. По форме головки болты и винты изготовляют с шестигранной головкой (рис.4, а), квадратной (рис.4,6), цилиндрической (рис.4, в), полукруглой (рис.4, г), потайной (рис.4, д) с углублением под шестигранный ключ (рис.4, е\ или спе­циальную отвертку (рис.4, ж). Имеются и другие конструк­ции головок. Болты, как правило, имеют головку, захваты­ваемую снаружи инструментом — гаечным ключом, рис.4, а, б, винты (а иногда и болты) — специальным торцовым ключом (рис.4, в - ж).

Рис. 4

При необходимости болты и винты изготовляют с подг оловком, препятствующим повороту их в детали (рис.5). Эти болты называют закладными.

Концы болтов и винтов выполняют плоскими , с конической фаской или сферическими.

Рис.7 Специальные болты

Установочные винты применяют для фиксации положения деталей и предотвращения их сдвига. Винты с плоским торцом можно применять при малой толщине деталей; с коническим и ступенчатыми — для детален, имеющих предварительное засверливание. Винты с засверлен­ным концом используют совместно с шариком. Установочные винты изготавливаются небольшой длины с резьбой по всей длине.

Шпильки. Шпильки применяют, когда по конструктивным особенностям соедине­ний установить болт или винт нельзя. Шпильки делят на два типа: с проточкой; без проточки, со сбегом резьбы на посадочном конце. Один конец шпильки ввинчивается в тело детали до отказа с затяжкой на сбег резьбы (шпилька ввинчивает­ся, например, с помощью двух гаек. Диаметр резьбы на обоих концах шпильки, как правило, одинаков. Глу­бина ввинчивания зависит от материала детали, опреде­ляется по табл.

Гайки. Болты и шпильки снабжены гайками. Гайки имеют различную форму. Наиболее распространены шестигран­ные гайки. На рис.8 показаны шестигранные гайки, приме­няемые в машиностроении: а —с одной фаской; б — с одной фаской и проточкой; в — прорезные; г — корончатые. У корон­чатых гаек для установки стопорных шплинтов выполнены прорези. Имеются и другие конструктивные разновидности шести-I рлшьгх Гаек. Для крепления подшипников качения, рулевогоустройства в велосипедах, мотоциклах и других машинах при­меняют круглые гайки со шлицами (рис.8.д). При частом отвинчивании и завинчивании с небольшой силой затяжки при­меняют гайки-барашки (рис.8, е, ж).

Шайбы. Под гайки, головки болтов и винтов, как правило, устанавливают шайбы. Назначение шайб — увеличение опорной поверхности и предохранение деталей от задиров. Для стопорения служат специальные шайбы. Наибольшее рас­пространение в машиностроении' получили шайбы круглые. Первые изготовляют штамповкой, вторые обраба­тывают на токарных станках. Толщина шайбы и наружный диаметр зависят от диаметра резьбового изделия. Шайбу плоскую квадратную или особой формы приме­няют для стопорения гайки; круглую лепестковую - для стопорения круглых гаек со шлицами; круглую пружинную -для стопорения любых гаек

Гаечные замки. Во избежание самоотвинчивания гаек, винтов применяют особые устройства, называемые гаечными замками. Существует очень много способов стопорения или предохранения гаек от самоотвинчивания.

При установке контргайки 2 (рис. 9, а) создается дополни­тельное натяжение и трение в резьбе, поэтому самоотвинчи­вание гайки 1 затрудняется. При установке пружинной шайбы (см. рис. 9, г) само отвинчивание исключается за счет упру­гости шайбы. Кроме того, упругость этой шайбы значительно уменьшает 'вибрации гайки. При установке шплинта (рис.9, б, в) или при обвязке группы болтов проволокой (рис. 9, г) гайка жестко соединяется со стержнем болта (шпильки). Иногда гайки жестко соединяют с деталью с по­мощью специальной шайбы (см.рис.9, б), планки (рис.9, д) и т. п

Гаечные ключи. В зависимости от конфигурации гаек, головок болтов, винтов для их завинчивания и отвинчивания применяют различные конструкции ключей (рис. 10). Для шестигранных и квадратных гаек и головок болтов (винтов) . применяют ключи, показанные на рис. 10, а — и, или развод­ные ключи с регулируемым зевом. Круглые гайки со шлицами завинчивают я отвинчивают серпообразным ключом (рис. 10, г), гайки с отверстиями (см. рис. 10, к) — рожко­вым ключом (рис. 10, д), винты со шлицами — с помощью отверток. При необходимости создать строго определенную силу затяжки гайки, болта нли винта применяют специальные динамометрические ключи (рис. 10, е). В массовом произ­водстве применяют пневматические или электрические ключи.

Материалы для изготовления резьбовых изделий. Болты, винты, шпильки, гайки общего назначения изготов­ляют из углеродистых и легированных сталей марок Ст3, Ст4, Ст5, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 35Х, 50Х и др. Кроме сталей в технически обоснованных случаях для перечисленных резьбо­вых изделий применяют цветные металлы и сплавы (латунь, титановые и другие сплавы), неметаллические материалы (по­лиамиды, нейлон и др.).

Для тяжелонагруженных крепежных резьбовых изделий (бол­тов, винтов, шпилек, гаек) применяют стали марок 20ХН, ЗОХНЗА, 40ХН2МА и др.

Плоские шайбы и детали гаечных замков изготовляют из сталей марок Ст1, Ст2, СтЗ, 0,8, 10, 15, 20, 25, пластмасс, полиамидов, текстолита и нейлона. Пружинные шайбы изго­товляют из сталей марок 65, 70, 75, 65Г, 30X13, бронзы БрКМц 3-1 и др.

Для гаечных ключей чаще применяют сталь 45. Для повы­шения прочности резьбовых изделий гаечные ключи подвергают соответствующей термической обработке или механическому упрочнению.