Надежное стопорение резьбовых соединений - важнейший фактор обеспечения безопасности и долговечности конструкций в машиностроении, приборостроении, авиа- и судостроении. От качества стопорения зависит устойчивость зданий и сооружений, безотказность работы станков и механизмов. Грамотный подбор способа стопорения позволяет избежать аварий и простоев оборудования, связанных с ослаблением резьбовых соединений.
Стопорение с использованием дополнительного трения в резьбе
Один из распространенных способов стопорения резьбовых соединений - использование дополнительного трения в резьбе с помощью различных устройств. К таким устройствам относятся контргайки, пружинные шайбы и фрикционные вставки.
Контргайки
Контргайка представляет собой дополнительную гайку, которая устанавливается поверх основной гайки после затяжки резьбового соединения. За счет сил трения между контргайкой и основной гайкой достигается эффект стопорения - болт находится в растянутом состоянии, что препятствует самоотвинчиванию.
Достоинства контргаек:
- Простота установки.
- Возможность регулировки уровня стопорения.
- Сохранение подвижности резьбового соединения.
Недостатки:
- Утяжеление и удорожание конструкции.
- Недостаточная надежность стопорения при вибрациях.
Контргайки часто используются в тех случаях, когда необходимо обеспечить стопорение неответственных соединений или в сочетании с другими способами стопорения резьбовых соединений.
Пружинные шайбы
Пружинные шайбы, также называемые гроверами или стопорными шайбами, представляют собой разрезанное кольцо, выполненное из эластичного материала. За счет упругих свойств материала шайба создает постоянное давление на резьбовое соединение, препятствуя самоотвинчиванию.
Существуют следующие разновидности пружинных шайб:
- Стальные.
- Бронзовые.
- Полимерные.
Выбор материала зависит от условий работы и требований к стопорению. Стальные шайбы обладают высокой пружинностью, бронзовые устойчивы к коррозии, полимерные не вызывают фреттинг-коррозии.
Преимущества пружинных шайб:
- Высокая надежность стопорения.
- Постоянное усилие стопорения.
- Простота монтажа.
- Невысокая стоимость.
Пружинные шайбы широко используются в ответственных соединениях, подверженных вибрациям и ударным нагрузкам.
Фрикционные вставки
Фрикционные вставки устанавливаются в специальные углубления в винтах или гайках. В качестве вставок используются материалы с высоким коэффициентом трения, например фторопласт, войлок или резина. За счет трения между вставкой и стенками резьбы создается эффект стопорения.
Преимущества фрикционных вставок:
- Высокая надежность стопорения.
- Возможность многократной разборки соединения.
- Невысокая стоимость.
Недостатки:
- Необходимость изготовления специальных винтов или гаек.
- Постепенный износ вставок и снижение эффекта стопорения.
Фрикционные вставки рекомендуется использовать в неответственных разборных соединениях при умеренных нагрузках.
Таким образом, стопорение трением целесообразно применять в случаях, когда нет высоких требований к надежности стопорения или нежелательно усложнять конструкцию дополнительными элементами. При этом следует учитывать условия работы узла и выбирать оптимальный вариант стопорения трением.
Стопорение с помощью фиксирующих элементов
Наиболее надежные способы стопорения резьбовых соединений обеспечивают с помощью специальных фиксирующих элементов, создающих жесткую связь между деталями резьбового соединения. К таким элементам относятся шплинты, стопорные шайбы, пластины, проволока.
Шплинты
Шплинт представляет собой дугообразный стержень, устанавливаемый в отверстия в резьбовом соединении. Различают прямые и кольцевые шплинты.
Материал шплинтов:
- Сталь.
- Латунь.
- Полимеры.
Шплинты широко используются для стопорения болтов, шпилек, осей и других вращающихся элементов. Обеспечивают высокую надежность, однако затрудняют демонтаж соединения.
Стопорные шайбы
Стопорные шайбы устанавливаются под гайку и имеют выступы или зубцы, внедряющиеся в поверхность детали. За счет трения и сцепления выступов создается надежная фиксация гайки.
Существуют следующие виды стопорных шайб:
- С отгибными лапками.
- Зубчатые.
- Лепестковые.
Стопорные шайбы компактны, просты в монтаже, обеспечивают высокую надежность стопорения.
Стопорение проволокой
Проволока используется для стопорения нескольких гаек или болтов. Применяется стальная проволока диаметром 0,5-1 мм. Проволока наматывается в несколько витков вокруг резьбовых элементов и закручивается специальными ключами.
Преимущества стопорения проволокой:
- Простота установки.
- Возможность стопорения группы крепежных деталей.
- Надежная фиксация.
Проволочное стопорение - один из способов стопорения резьбовых соединений в ответственных узлах машин и конструкций.
Таким образом, фиксирующие элементы позволяют надежно закрепить резьбовое соединение за счет сил сцепления и трения. Их следует выбирать для ответственных соединений, работающих в тяжелых условиях.
