Защита от ослабления резьбовых соединений

Резьбовые соединения в рабочих условиях могут подвергаться различным видам переменных нагрузок, включая чрезвычайно интенсивные вибрационные и ударные нагрузки. Под действием переменных нагрузок разрушение резьбовых соединений обычно происходит из-за их собственного ослабления и усталостного повреждения. В целом, срок службы резьбовых соединений при ослаблении вибрационных нагрузок значительно короче, чем усталостный срок службы их материалов и конструкций. Задолго до усталостного повреждения происходит разрушение резьбовых соединений вследствие ослабления, или преждевременное усталостное повреждение соединителей и соединяемых частей из-за ослабления. Разрушение резьбовых соединений повлияет на нормальную работу изделий и оборудования и может даже привести к серьезным последствиям. Как предотвратить ослабление резьбовых соединений — одна из важных задач при разработке и проектировании резьбовых крепежных элементов.

Существует три основных типа методов предотвращения ослабления резьбовых соединений:

1. Несъемный противооткручивающийся фиксатор

Это метод предотвращения ослабления резьбового соединения, использующий сварку, склеивание или штамповку для преобразования съемного резьбового соединения в несъемное. Это очень надежный традиционный метод предотвращения ослабления. Его недостаток заключается в том, что резьбовые крепежные элементы нельзя использовать повторно. Кроме того, операция довольно трудоемка. Он часто используется в важных случаях, требующих высокой надежности и предотвращения ослабления без разборки.

• СваркаГайка приваривается к болту, а крепежный элемент — к заготовке.

• СвязываниеНанесите на резьбовую поверхность крепежного элемента клей, например, эпоксидную смолу или анаэробный клей. После затвердевания клей прочно скрепляет резьбу, обеспечивая фиксацию и предотвращая ослабление. Различные клеи часто обладают разными фиксирующими свойствами. Крепежные элементы, покрытые эпоксидной смолой, обладают высокой прочностью сцепления и не подлежат разборке. Крепежные элементы, покрытые анаэробным клеем, можно разобрать, но остатки клея на резьбовой поверхности после разборки трудно удалить, и резьба может быть повреждена, поэтому такие крепежные элементы не следует использовать повторно.

• Пробивание/КлепкаМетод клепки с помощью пробойника используется для локальной деформации болта (или винта) и гайки после затяжки, чтобы предотвратить их ослабление. Соединение надежно и может использоваться для любых соединений, не требующих разборки.

2. Защита от ослабления механических крепежных элементов

Механические крепежные элементы используются для фиксации и закрепления резьбовых частей к соединяемым деталям или между резьбовыми частями, предотвращая их ослабление. Преимуществом этого метода является надежная защита от ослабления, которая, как правило, зависит от статической прочности или усталостной прочности механического крепежного элемента (или самого крепежного элемента, например, гайки с прорезью). Недостатками являются увеличение веса соединяемого элемента, сложность изготовления и установки, а также ограниченная гибкость монтажа, что обуславливает относительно высокую стоимость. Благодаря высокой надежности защиты от ослабления, этот метод до сих пор широко используется в некоторых важных деталях механических и аэрокосмических изделий.

• Шплинты с Прорезные гайкиШплинты проходят через пазы в гайке и отверстия для штифтов на конце болта, непосредственно фиксируя гайку и болт. Они могут использоваться в важных подвижных частях в неплотном соединении без затяжки (т.е. без предварительного натяжения), например, в соединениях подвижных шарниров джойстика в кабине летательных аппаратов и транспортных средств. Они также могут использоваться в особо важных деталях, требующих высокой надежности и предотвращения ослабления в условиях длительной сильной вибрации. В этом случае гайки и болты должны быть затянуты с соответствующим предварительным натяжением, иначе в неплотном соединении, не затянутом должным образом, шплинты или гайки получат усталостные повреждения, что приведет к ослаблению и разрушению крепежных элементов. Такие аварии часто происходят во многих соединениях, подверженных суровым условиям эксплуатации.

• ШайбаДля фиксации гайки и соединяемой детали вместе или двух гаек друг с другом используйте одинарную или двойную стальную шайбу. Это надежно предотвращает ослабление и может использоваться для предотвращения ослабления соединений в высокотемпературных деталях. Широко используется в важных деталях двигателей.

• Запорная проволока: Использование стальной проволоки для прокалывания небольшого отверстия в головке винта или гайки позволяет соединить несколько винтов или гаек вместе и зафиксировать их. Хотя сборка более трудоемка, этот метод все еще используется в важных случаях, особенно в важных деталях аэрокосмической продукции, поскольку он надежно предотвращает ослабление. Может использоваться для предотвращения ослабления болтов или винтов в группах.

3. Предотвращение ослабления крепления за счет увеличения трения

Цель предотвращения ослабления достигается за счет увеличения трения между резьбой или головкой болта (винта) и торцом гайки, или за счет одновременного увеличения трения между ними. Этот метод предотвращения ослабления менее надежен, чем два вышеупомянутых метода, но его главное преимущество заключается в том, что он не ограничен рабочим пространством, позволяет многократно собирать и разбирать детали, обеспечивает гибкость сборки, а некоторые крепежные элементы (например, нейлоновые кольцевые стопорные гайки, цельнометаллические стопорные гайки) достигли очень высокого уровня надежности предотвращения ослабления. Поэтому этот метод предотвращения ослабления наиболее широко используется в машиностроении и аэрокосмической отрасли.

• Двойные орехи:Традиционный способ сборки двойных гаек заключается в том, чтобы сначала затянуть внутреннюю гайку, затем внешнюю, а затем перевернуть внутреннюю гайку, так что резьба между двумя гайками создает небольшую упругую деформацию для обеспечения дополнительного трения и предотвращения ослабления. Практика показала, что этот способ сборки ненадежен для предотвращения ослабления двойных гаек. Его недостаток заключается в том, что при переворачивании внутренней гайки система крепления разгружается, усилие затяжки уменьшается, и способность к предотвращению ослабления снижается. Новый способ сборки исключает процедуру «переворачивания внутренней гайки», то есть сначала затягивается внутренняя гайка, затем внешняя, и к обеим гайкам прикладывается одинаковый момент затяжки, так что усилие затяжки системы крепления может поддерживаться на более высоком уровне. Отечественные и зарубежные испытания показали, что способность двойных гаек к предотвращению ослабления при использовании нового способа сборки значительно улучшается. Среди различных способов предотвращения ослабления резьбовых крепежных элементов это один из нескольких способов с более высоким сроком службы и устойчивостью к вибрации. Несмотря на то, что использование двух гаек увеличивает вес, конструкция проста, обеспечивает хорошее предотвращение ослабления, и конструкция может использоваться при высоких температурах, поэтому она по-прежнему применяется в некоторых важных случаях, например, для предотвращения ослабления резьбовых соединений двигателей и т. д.

• Зазубренные фланцевые гайки и болтыОпорная поверхность под головкой гайки и винта имеет насечки или зубцы. При затягивании гайки или винта между опорной поверхностью и соединяемой деталью возникает трение, особенно если «зубцы» расположены на поверхности соединяемой детали, что обеспечивает очень прочную фиксацию. Форма зубцов опорной поверхности и усилие затяжки оказывают существенное влияние на эффективность фиксации. Для поддержания надежной фиксации этого крепежа необходимы стабильное соотношение кручения и натяжения, а также достаточно высокое усилие затяжки. Испытания показали, что он обладает хорошими противозаклинивающими свойствами. Его нельзя использовать с шайбами, а также для резьбовых соединений, которые не выдерживают высоких усилий затяжки или где соединяемая поверхность чувствительна к царапинам и коррозии. При использовании этого метода предотвращения заклинивания следует обращать внимание на разумное соответствие твердости. Как правило, твердость затягиваемой детали должна быть ниже твердости крепежа.

• Цельнометаллические стопорные гайки:Верхний конец корпуса гайки закрыт некруглым или шлицевым концом (последний также называется гайкой с шлицем), что частично деформирует резьбу. После завинчивания болта в гайку конец гайки расширяется наружу, и упругость конца используется для сжатия резьбовой пары в поперечном направлении, устраняя зазор между резьбой и болтом, увеличивая трение резьбы и надежно фиксируя болт и гайку вместе. Эффект предотвращения ослабления хороший, а гайка с шлицем обладает лучшими противооткручивающими свойствами. При использовании с болтами с более высокой точностью резьбы противооткручивающие свойства улучшаются; при использовании с болтами с более высокой твердостью, соответствующей твердости гайки, значительно увеличивается срок службы соединения при многократной сборке и разборке. Среди цельнометаллических стопорных гаек гайка с шлицем обладает наилучшей возможностью многократного использования. Она может использоваться для любых крепежных элементов, кроме подвижных частей.

• Нейлоновые контргайки с вставкой: В верхней части гайки встроено нейлоновое кольцо, внутренний диаметр которого немного меньше диаметра резьбы. При завинчивании болта внутренняя резьба выдавливается из нейлонового кольца, и чрезвычайно эластичный нейлоновый материал образует большое и стабильное сопротивление трению с болтом, обеспечивая надежную фиксацию. Обладает хорошими противооткручивающими свойствами и может многократно собираться и разбираться. Подходит для использования в местах, подверженных сильным ударам и вибрации. Может использоваться с любыми болтами различной точности, от низкоточных до высокоточных; также может использоваться с любыми болтами различной прочности. Рабочая температура ограничена материалом нейлонового кольца, обычно от -50 до +100℃.

• Пружинные шайбыПружинные шайбы используют натяжение пружины для фиксации резьбовых соединений. Их преимуществами являются простая конструкция, низкая стоимость и простота использования. Широко применяются для предотвращения ослабления в неважных частях электромеханического оборудования. Поскольку пружинные шайбы обладают слабым противоослабляющим эффектом, они не подходят для использования в деталях, подверженных сильным ударам и вибрации; а шайбы из электрооцинкованной или кадмиевой стали часто вызывают замедленное водородное охрупчивание, что приводит к скрытым, труднообнаружимым опасностям и последующим авариям. Поэтому пружинные шайбы не используются в важных случаях.

• Зубчатые стопорные шайбыПри затягивании гаек или винтов зубья шайб сплющиваются, увеличивая сопротивление трению между резьбой и опорной поверхностью, обеспечивая эффект фиксации резьбового соединения. Поскольку зубья ввинчиваются в головку винта (или гайку) и поверхность соединяемых деталей, вызываемые ими повреждения повышают чувствительность к коррозии, а для крепежных элементов или соединяемых деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, эти повреждения могут привести к образованию трещин. При больших усилиях затяжки зубья шайб могут треснуть или сломаться.

• Мишель
• WhatsApp+8619829729659
• Электронная почта: fastom@vip.163.com