Техника - молодёжи 1973-01, страница 30

доставляет повторная сборка соединения. Отверстия в гайке и болте, как правило, не совпадают. В болте, уже ослабленном первым сверлением, через отверстие в гайке «протыкают» новую дырку. То же самое приходится делать, если возникает необходимость подтянуть гайку. Вместо обычной гайки можно использовать корончатую с готовыми прорезями. Главное преимущество последней состоит в том, что отверстие в теле болта не снижает его прочности, ибо оно расположено за пределами рабочей части резьбы. Основной ее недостаток — ступенчатость затяжки гаек (через 60°), которая вызывает недо-тяжки или перетяжки резьбовых соединений. Так или иначе эти устройства применяются только при очень сильной вибрации.

Деформируемые шайбы — иная разновидность устройств для взаимной фиксации деталей резьбового соединения. Эти шайбы тоже хорошо стопорят, но их применение ограничено расстоянием от гаек и головок болтов до края детали или уступа на ней и возможностью сверления специальных отверстий для отгибания лапок.

Болты с открытыми головками можно взаимно фиксировать, обвязав их мягкой контровочной проволокой. Она позволяет производить бесступенчатое стопорение, что особенно ценно в тех случаях, когда необходима тарированная затяжка.

По этому же принципу действуют и некоторые другие устройства: штифт с насечкой, пружинные кольца — шплинты, удерживающие накладки, зажимы, стопорные винты.

Следующая группа средств стопо-рения создает дополнительные силы трения, например (по первому способу), в опорных поверхностях.

Для этой цели разработан целый ряд упругих стопорных шайб, которые довольно хорошо себя зарекомендовали в соединениях из малоуглеродистых сталей и цветных металлов. Ведь сами шайбы изготавливаются из твердых сталей и, вдавливаясь своими острыми кромками или зубцами в мягкий металл, обеспечивают надежное стопорение. Упругие шайбы ценны еще и тем, что, пружиня, сглаживают вибрационные нагрузки и увеличивают усталостную прочность соединения. Совмещение зубчатой упругой шайбы с гайкой или головкой болта привело к созданию фланцевых гаек и болтов. У них качество сто-порения несколько хуже, чем у шайб, особенно когда соединение часто разбирается (притупляются зубцы, в детали протачивается бороздка), зато в конструкции нет лишней детали.

До сих пор мы говорили об устройствах. где для стопорения использовались любые части разьбового соединения, кроме... самой резьбы. О та

ком, втором по счету, способе стопорения за счет увеличения сил трения в резьбе мы расскажем подробнее. Самый старый представитель устройств, действующих по этому принципу, — контргайка. Но и она претерпела массу усовершенствований. Появились облегченные, разрезные, пружинные контргайки и даже контрвинты. Интересно устроена гайка, созданная на станкостроительном заводе «Красный пролетарий». Она предназначена для крепления на валах и шпинделях подшипников и шестерен. У нее есть врезной сухарь в виде шпонки с резьбой, нарезанной совместно с гайкой. После затяжки сухарь прижимается к резьбе вала стопорным винтом, создавая дополнительное трение, предотвращающее отвинчивание гайки.

Современному конструктору мало одного только надежного стопорения. Он хочет, чтобы при этом количество разборок не влияло на момент отвинчивания, чтобы для стопорения не требовалось специальных деталей или операций. Поэтому за последние годы во всех отраслях машиностроения как в СССР, так и за рубежом стали широко разрабатываться и внедряться самоконтрящиеся болты и гайки. По своему действию они относятся к последнему способу, то есть стопорение в них производится за счет дополнительных сил трения в резьбе. Наиболее известные из них — это самоконтрящиеся гайки с овальным или разрезным выступом. При навинчивании такой гайки на болт выступ, принимая форму болта, сжимает его и не дает гайке само-отвинчиваться.

Другой вид самоконтрящихся болтов и гаек основан на использовании материалов, которые относительно металла обладают большим коэффициентом трения. Этим свойством отличаются полиамиды; им, кроме того, присуща довольно высокая износоустойчивость. Из полиамидов изготавливаются пробки и кольца, вставляемые в специальные углубления в болтах и гайках. Такие соединения очень удобны, но все же их нельзя признать удачными. При больших нагрузках, вибрациях, температурах происходит релаксация полиамида, и его стопорящее действие уменьшается.

А что, если «замахнуться» на саму резьбу, попытаться изменить- ее профиль, размеры так, чтобы навсегда избавиться от забот о стопорении? Известно, например, что свинчивание болта и гайки с несколько различающимся шагом резьбы не только делает резьбу более тугой, но и оказывает благоприятное действие с точки зрения усталостной прочности (нагрузка хорошо распределяется между витками). Это довольно часто используется для стопорения в зарубежной практике машиностроения.

В последние годы в США стали появляться сообщения о новых самоконтрящихся резьбах с необычными профилями. Причем изменения, как правило, касаются резьбы болта, ибо ее проще получить с помощью резьбонакатывающего инструмента. (Гайки стандартны.) Среди новых болтов можно найти и с переменным углом профиля резьбы, и с искривленной ненагруженной стороной профиля. Любопытен болт с переменным внутренним диаметром резьбы при постоянном внешнем. Но наиболее интересная среди запатентованных «болтовых» резьб, по словам американского журнала «Продакт энджи-ниринг», — резьба, названная «ор-ло». На ненагруженной стороне профиля этой резьбы находится упругий буртик. При ^навинчивании на болт стандартной гайки буртик сжимается подобно пружине, увеличивая тем самым трение между опорными поверхностями. Как сообщает журнал, соединение оставалось надежным при неограниченном числе разборок. Выгодное действие оказывает буртик и на усталостную прочность соединения. Во время испытаний на усталость с циклической нагрузкой, достигавшей 45% от максимальной разрушающей, соединение с резьбой «орло» сохраняло свои свойства в 10 раз дольше, чем соединение с полиамидным вкладышем.

Что это, идеальное средство стопорения или очередная сенсационная новинка, которая будет отвергнута практикой? Пока сказать трудно.

Итак, средств стопорения существует очень много. Но среди них пока нельзя указать ни одного, которое можно было бы назвать универсальным, можно было бы использовать для всех без исключения резьбовых соединений. Причина тому — чрезвычайно широкий диапазон применения резьбовых соединений. Ведь диаметры самых мелких и самых крупных из них различаются на целых три порядка! Средства стопорения, пригодные для одного диапазона размеров, оказываются совершенно неприемлемы для других. Мы уж не говорим об условиях работы соединений, об особенностях той или иной конструкции, допускающих применение одних и исключающих применение других средств.

Будет ли решена эта проблема в будущем? Несомненно, будет. Причем основное направление поисков должно заключаться не в создании резьбового соединения с наиболее дешевыми и простыми в изготовлении деталями, а в создании такого соединения, которое позволяло бы сделать экономичной, удобной в сборке и эксплуатации всю конструкцию. С этой точки зрения наилучшие перспективы у самоконтрящихся соединений.

26