Стопорение резьбового соединения

Стопорение — предотвращение самоотвинчивания.

Вибрация, переменные нагрузки, нарушение технологии способствуют рассоединению (самоотвинчиванию) деталей резьбового соединения. Для предотвращения этого применяются специальные устройства (средства, методы) такие как:

· контрование;

· шплинтование;

· вязка (обвязка) проволокой;

· установка пружинной шайбы;

· установка стопорной шайбы с лапкой или носком;

· приварка, пайка, расклёпывание, кернение;

· нанесение на резьбу клея, лаков, краски;

· использование вязких элементов;

· использование гаек с некруглой резьбой;

· использование анкерных гаек.

Контрование

Контрование - создание дополнительного трения в резьбовом соединении при помощи контргайки. Дополнительно встречается и сочетание с другими способами, т.е. контргайку шплинтуют, обвязывают проволокой, кернят и т.д. Контрование - самый простой способ стопорения. Его недостатком является двукратный расход гаек против положенного (Рис. 18.2).

Рис. 18.2 – Контрирование

Шплинтование

Шплинтование - это применение деформируемого элемента — шплинта. Шплинт – это стальная проволока полукруглого сечения, сложенная вдвое, пропускаемая через радиальное отверстие в резьбе и фиксирующая прорезные и корончатые гайки относительно болта.

A: Изначальное состояние B: Установленный C: Пружинный тип D: Поперечное сечение шплинта.

Рис. 18.3 – Шплинтование

18.2.3 Вязка (обвязка) проволокой

Фиксация крепёжных элементов (болтов, гаек) при помощи обвязки проволокой относительно неподвижных элементов конструкции или расположенных рядом однотипных крепёжных элементов (рис. 18.4).

Рис. 18.4 – Вязка проволокой

Установка пружинной шайбы

Установка пружинной шайбы (так называемая шайба Гровера) под гайку или головку болта с созданием дополнительного натяжения в резьбе и предотвращением вращения соединительных деталей. Стопорящее действие шайбы Гровера основано на врезке острых кромок шайбы в прилегающие к ней поверхности при попытке отворачивания вплоть до начала снятия стружки, что препятствует неконтролируемому прокручиванию гайки или болта после затяжки либо незначительного расслабления резьбового соединения. Примеры пружинных шайб представлены на рис. 18.5.

Рис. 18.5 – Примеры пружинных (гроверных) шайб

Установка стопорной шайбы

Стопорение шестигранных болтов и гаек с помощью загибания специальных элементов шайбы. Примеры шайб с лапкой или носком представлены на рис. 18.6.

Рис. 18.6 – Примеры шайб с лапкой или носком

Приварка, пайка, расклёпывание, кернение

Превращение резьбового соединения в условно разъёмное соединение, приваркой (пайкой) резьбы или гайки (головки болта) к конструкции или путём изменения профиля витка резьбы (кернение).

Нанесение на резьбу клея, лаков, краски

Фиксация резьбового соединения происходит за счёт адгезии (прилипания, сцепления) при затвердении клея, лаков, краски (рис 18.7).

Рис. 18.7 – Нанесение на резьбу клея

Этот метод имеет такие достоинства, как быстроту, надёжность, происходит защита резьбы от внешних воздействий атмосферы. Недостатки: требуется очистить резьбу от грязи и масел перед нанесением на неё связующего состава, низкая химическая стойкость против органических растворителей, кислот и щелочей, а также разрушение связующего элемента от воздействия температуры.

Использование гаек с некруглой резьбой

Это очень простой способ, заключающийся в том, что обычную шестигранную гайку слегка сминают ударом молотка, резьбовое отверстие становится эллиптическим и завинчивается со значительным усилием. При этом возможно повреждение антикоррозионного покрытия болта или шпильки.

Использование анкерных гаек

По сути метод похож на использование гаек с некруглой резьбой. Анкерные гайки имеют разрез с одной стороны вдоль оси. Отверстие в этом месте слегка сжато, разрезанные участки слегка пружинят и хорошо противостоят самопроизвольному отвинчиванию. Как правило, вторая сторона анкерных гаек имеет фланец, которым гайка крепится неразъёмным соединением (клёпкой или сваркой) с одной из соединяемых деталей, пример анкерной гайки рис 16.8.

Рис. 18.8 – Анкерная гайка

Этот способ наиболее широко используется в авиации. Почти все лючки, съёмные панели на крыльях и фюзеляже привинчиваются винтами к анкерным гайкам. Винтовое соединение может использоваться многократно без ухудшения характеристик. Важным свойством является и то, что доступ к винтам возможен только с одной стороны, и другие способы стопорения резьбы неприменимы.

Момент затяжки

Крутящий момент на ключе идет на преодоление момента, создаваемого силой трения торца гайки о неподвижную опорную поверхность стягиваемых деталей и момента сопротивления в резьбе:

, (18.1)

где M_R - момент, необходимый для создания осевого усилия и преодоления трения в резьбе, Н·м; M_T - момент сил трения на торцевой поверхности гайки, головки винта или его упорного конца, Н·м.

, (18.2)