744

– неразъемные соединения – это соединения, при разборке которых происходит необратимая деформация или нарушается целостность составных частей изделия (клепаные, паяные, клеевые, с гарантированным натягом – прессовые, развальцованные, сварные).

4.1. Резьбовые соединения

Соединение деталей с помощью резьбы является одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу. Их широкое применение в различных отраслях производства объясняется универсальностью, высокой надежностью, способностью создавать и воспринимать большие осевые силы, технологичностью и точностью изготовления, экономичностью.

Различают следующие виды резьбовых соединений:

–осуществляемые ввинчиванием одной детали 2 в другую 1

(рис. 4.1, а, б);

–осуществляемые ввинчиванием обеих соединяемых деталей 1 и 2 в муфту (фитинг) 3 (рис. 4.1, в, г);

Рис. 4.1. Виды резьбовых соединений

141

– осуществляемые при помощи крепежных деталей (показанных, например, на рис. 4.2). Достоинство соединений посредством крепежных деталей заключается в отсутствии резьбы на одной или обеих соединяемых деталях, что особенно важно в тех случаях, когда материал деталей не обеспечивает резьбе требуемую прочность. Недостаток – увеличение массы и габаритов изделия, что хорошо иллюстрируется сравнением вариантов соединения деталей трубчатой формы (рис. 4.3).

Рис. 4.2. Резьбовые соединения, осуществляемые при помощи крепежных деталей:

аи г – винты; б – шпилька 1 с гайкой 2 и шайбой 3; в и д – винты (болты) 1

сгайками 2; е – болт с двумя гайками; ж – с четырьмя гайками

Рис. 4.3. Примеры соединения деталей

142

Основными деталями, посредством которых образуются раз-

ные типы крепежных резьбовых соединений, являются: болты,

винты, шпильки, гайки и шайбы, а также различные детали (например, шплинты), предохраняющие гайки и винты от самоотвинчивания. Геометрические формы, варианты исполнения, размеры и технические требования всех перечисленных крепежных резьбовых деталей стандартизованы, поэтому необходимость создания новых конструкций встречается весьма редко.

Болт представляет собой стержень, на одном конце которого нарезана метрическая резьба (с крупным или мелким шагом), а на другом конце выполнена головка.

Болты различаются по форме и размерам головки, точности изготовления, шагу резьбы, характеру исполнения (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Болты нормальной точности

Болты с шестигранной головкой в зависимости от назначения и условий работы изготавливают несколькими способами (рис. 4.4): без отверстий в головке и стержне (исполнение 1); с отверстием для шплинта на резьбовой части стержня болта (исполнение 2); с двумя отверстиями в головке болта для крепления проволокой группы болтов (исполнение 3).

143

Рис. 4.4. Виды исполнения болта

Каждому диаметру d резьбы болта соответствуют определенные размеры головки и несколько типоразмеров его длины l (длина болта – это размер от торца резьбового конца до опорной поверхности головки). Длина резьбовой части болта также стандартизирована и устанавливается в зависимости от величин d и l, которые входят в условное обозначение болта. Пример условного обозначения болта:

Болт 2М20-6g 80.58 ГОСТ 7798–70

– болт исполнения 2 с диаметром метрической резьбы d = 20 мм, с полем допуска 6g, длиной 80 мм, классом прочности 5.8, с крупным шагом резьбы (крупный шаг резьбы в явном виде не указывается), без покрытия, номер стандарта.

144

На учебных чертежах допускается сокращенное обозначение, например в виде:

Болт М20 1.5 60 ГОСТ 7798–70,

где обозначение содержит следующую информацию: болт с диаметром резьбы 20 мм, исполнения 1 (в обозначении исполнение 1 в явном виде не указывается), с мелким шагом резьбы – 1,5 мм (крупный шаг в явном виде не указывается), длиной

60 мм.

Гайка – деталь, имеющая отверстие с резьбой для навинчивания на болт, винт или шпильку.

Гайки различаются по форме поверхности, по характеру исполнения, по типу резьбы, по точности изготовления. Гайки общего назначения шестигранные бывают грубой, нормальной и повышенной точности, с одной или двумя наружными фасками. Стандартами предусмотрены разные варианты конструкций гаек: с уменьшенным размером «под ключ», гайки высокие, особо высокие, низкие, прорезные, корончатые, колпачковые.

В разных отраслях промышленности наиболее распространены гайки шестигранные (рис. 4.5): нормальной высоты с двумя фасками (исполнение 1); с одной фаской (исполнение 2); с выступом с одного торца (исполнение 3).

Рис. 4.5. Виды исполнения гайки

На учебных чертежах допускается неполное условное обозначение гаек, например в виде:

Гайка М12 ГОСТ 5915–70;

Гайка 2М12 1.5 ГОСТ 5915–70,

145

где обозначены шестигранные гайки исполнений 1 и 2 соответственно, с диаметром резьбы 12 мм, с крупным и мелким (1,5 мм) шагом соответственно, без покрытия.

Шпилька представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах. Один конец шпильки ввинчивается в

одну из соединяемых деталей, а с другого конца устанавливается прикрепляемая деталь, и навинчивается гайка. Резьбовой конец шпильки длиной l, ввинчиваемый в деталь, называется посадочным концом, а часть шпильки длиной l, на которую устанавливается деталь и навинчивается гайка, – гаечным (стяжным) концом (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Шпилька

Длина ввинчиваемого конца шпильки зависит от диаметра резьбы и материала детали, в резьбовое отверстие которой ввинчивается шпилька.

Под длиной шпильки понимается длина стержня без ввинчиваемого резьбового конца.

Резьба на обоих концах шпильки в большинстве случаев одинакова – с крупным или мелким шагом. Стандарты допускают конструкции шпилек, у которых резьба на ввинчиваемом конце выполняется с более мелким шагом, чем резьба на гаечном конце.

Изготавливают также шпильки типа А с одинаковым диаметром резьбы и гладкой части стержня и типа Б – с диаметром гладкой части стержня меньше номинального диаметра резьбы (рис. 4.7).

146

Стержни крепежных винтов могут иметь одинаковый по всей длине диаметр либо быть с уменьшенным диаметром нерезьбовой части.

Установочные винты применяют для фиксирования положения одной детали относительно другой. У таких винтов резьба нарезана на всю длину стержня, который имеет нажимной конец различной формы (конический, сферический, плоский и др.), входящий в соответствующее гнездо сопрягаемой детали

(рис. 4.9).

Рис. 4.9. Формы нажимного конца установочных винтов

Условные обозначения винтов содержат данные об исполнении (исполнение 1 не указывают), диаметре резьбы, шаге (только для резьбы с мелким шагом), длине винта и номер стандарта. Примеры условных обозначений винтов:

Винт М12 50 ГОСТ 17475–80; Винт 2М12 1 45 ГОСТ 17473–80.

Кроме крепежных и установочных винтов для металла стандартизованы также винты невыпадающие, винты самонарезающие (для металла, дерева и пластмассы), шурупы для дерева.

Шайбы подкладывают под гайку или (и) головку болта (винта) для увеличения опорной площади, уменьшения напряжений смятия и предохранения поверхностей соединяемых деталей от задиров.

Стальные шайбы цилиндрической формы изготавливают в двух исполнениях (без фасок и с одной наружной фаской) и двух классов точности (А и С). Размеры шайб с диаметром от 1 мм до 48 мм регламентированы ГОСТ 11371–78. Пример условного обозначения стальной крепежной шайбы:

148

Шайба 2.12.Ст 3кп ГОСТ 11371–78

– шайба исполнения 2 (исполнение 1 не указывается) для крепежной детали диаметром 12 мм, из стали марки Ст 3кп, без покрытия, номер стандарта.

Кроме того, стандартизованы шайбы увеличенные и уменьшенные, шайбы стопорные, шайбы косые, шайбы пружинные, шайбы упорные быстросъемные и др.

Средства против самоотвинчивания резьбовых деталей применяют для повышения надежности соединений. Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания осуществля-

ется, например, методом создания дополнительного трения

(рис. 4.10) при помощи контргаек (а); пружинных шайб (б); шайб из силиконовой резины (в); кинематического замыкания крепежных деталей с применением фасонных шайб (г); кернением (д); приклеиванием (е) головки болта (винта, гайки) к соединяемой детали различными красками, смолами.

Рис. 4.10. Способы предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания

Другой метод предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания заключается в жестком соединении (рис. 4.11) болта (шпильки, винта) и гайки с помощью специальных деталей. Применяют прорезные (корончатые) гайки и шплинты (а); стандартные стопорные шайбы с лапкой (б); проволоку (в).

149

Рис. 4.11. Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания методом жесткого соединения

Шплинты – это детали, изготовляемые из мягкой стальной проволоки, имеющие кольцевую петлю и концы разной длины

(см. рис. 4.11, а).

Проволока обычно имеет специальное полукруглое сечение. Шплинт вставляется в отверстие болта (шпильки, вала и т.п.), когда оно совпадает с прорезью в гайке. Длина шплинта выбирается так, чтобы его концы можно было отогнуть в разные стороны. Шплинты применяют в особо ответственных резьбовых соединениях. Условное обозначение шплинта:

Шплинт 6,3 70 - 001 ГОСТ 397–79

– шплинт с условным диаметром 6,3 мм, длиной 70 мм, из материала подгруппы 00, с покрытием по подгруппе 1, номер стандарта «Шплинты. Технические условия». На учебных чертежах допускается не указывать материал и покрытие.

Резьбовые соединения труб применяются в трубопроводах (гидравлических, пневматических), где должны быть обеспечены герметичность (плотность), прочность, простота сборки и разборки соединения.

Резьбовые соединения труб осуществляют с помощью резьбы на трубах и резьбы на специальных промежуточных дета-

лях – фитингах (муфты, кресты, тройники, угольники) и нип-

пелях. Конструкция и размеры фитингов и ниппелей установлены стандартами: ГОСТ 8943–75…ГОСТ 8958–75.

150