Фиксация резьбового соединения. Стопорение гайки, болта, шпильки, винта, резьбы. Вибростойкое крепление. Вибрация. Проверяем фиксаторы резьбы: какой выбрать? Крепления роликов и шкивов двигателя

* фиксаторы гаек /болтов *
Фиксация гайки в некоторых случаях очень важна. Так что я перечислю вам несколько способов фиксации и покажу вам, как именно они используются. Это не полное руководство, методов может быть больше, но это большинство методов, о которых я в курсе.
*Контргайка*
Основной способ фиксации стандартной гайки, это наживить гайку на болт, а затем затянуть до указанного крутящего момента с помощью динамометрического ключа, но для этой демонстрации мы просто затянем ее от руки, и вы могли бы использовать контра гайку.
То есть контргайка предназначена для фиксации гайки и остановки ее от перемещения. После того, как вы затянете первую гайку, вторая гайка, или контргайка будет размещена за первой, а потом мы затянем ее. Это остановит гайку от откручивания. В крайних случаях, при высокой вибрации, этот тип гаек может реально разболтаться. Это бывает довольно часто при использовании двух обычных гаек, хотя вы можете купить специально разработанную контргайку вроде этой, созданную специально для этой цели.
* компаунд для фиксации резьбы *
Вы можете использовать компаунд для фиксации резьбы. Это очень текучая анаэробная жидкость. Так как она вытесняет воздух вокруг, то на самом деле она применяется в качестве клея. Вы просто намазываете ее на резьбу там, где вы хотите ее зафиксировать. Затем вы закручиваете гайку... Затягиваем, а потом ждем высыхания, это сожмет гайку и остановит ее от перемещения. Компаунд для фиксации резьбы это один из наиболее распространенных способов закрепления гайки или болта. Это очень эффективный способ. Есть довольно много различных марок компаундов, так что вы должны убедиться, что он вам подходит. Некоторые из них настолько сильны, что возможно потребуется ударный гайковерт чтобы открутить их. Loctite это очень распространенным марка. Я уверен, что большинство людей видели ее. Так что это быстрый и простой способ фиксации гайки.
* Пружинные щайбы *
Еще есть пружинные шайбы, они сделаны из пружинной стали, и они предназначены для того, чтобы при закручивании гайки на нее постоянно действовала нагрузка, которая может предотвратить ее откручивание. Обычно используют пружинную шайбу вместе с обычной шайбой. Сначала ставится обычная, а затем пружинная. Не всегда ставят обычную шайбу при использовании пружинной, это зависит от конкретного места. После этого наживляем гайку, и затягиваем до указанного крутящего момента. Это очень распространенный способ фиксации резьбы, но в крайних случаях, при высокой вибрации, соединение может разболтаться. Я видел такое, пружинная шайба распалась на несколько частей, это означало, что гайка теперь может открутится. Но в большинстве случаев такая шайба давит на гайку, что затрудняет ее откручивание. Поэтому, как только все затянуто, трудно открутить это. И это будет работать, но это не идеальный вариант при сильной вибрации, вибрация ослабляет это соединение.
* Зубчатые шайбы *
Зубчатые шайбы могут быть использованы для предотвращения откручивания некоторых гаек и болтов, но они тоже не идеальны. Проблема в том, что если вы слишком сильно затянули их, то это может сгладить зубцы, и они в конечном итоге просто превратятся в обычные шайбы. После того, как они стали плоские, они в значительной степени бесполезны. Но вы можете использовать их в определенных обстоятельствах, они очень популярны в стиральных машинах, потому что они очень дешевые. Таким образом, вы просто накидываете шайбу, наживляете гайку, и закручивает до указанного крутящего момента с помощью динамометрического ключа. Важно, их не перетянуть, чтобы не сгладить шайбу, иначе в конечном итоге получится что-то вроде этого. Как я уже говорил, это очень дешево, поэтому они используются во многих стиральных машинах и тому подобном. Они могут предотвратить откручивание гаек и болтов, но это локальное решение.
* Самоконтрящиеся гайка *
На самоконтрящейся гайке вверху есть нейлоновое кольцо, оно захватывает болт, когда вы закручиваете ее. То есть, вы можете начать закручивать довольно легко, так же как обычную гайку, но как только вы достигнете нейлона, тогда становится трудно закручивать, вам понадобится инструмент для того, чтобы накрутить гайку на болт. Это может занять довольно много времени, потому ключом надо будет крутить до конца, с обычной гайкой вы можете просто довольно легко закрутить вниз рукой. Так самоконтрящиеся гайки очень полезны, они используются во многих местах, но надо много времени, чтобы крутить их. Самоконтрящиеся гайки полезны, вы найдете их во всех машинах, но они не очень подходят для критических механизмов, так как они могут быть ослаблены вибрацией.
* Деформированный узел *
Иногда не видно гайку с деформированной резьбой внутри, она на самом деле деформирована незначительно, так что довольно легко наживить ее на изначально, пока вы не дойдете до деформированного места, а затем он прихватывает очень плотно. Затем потребуется гаечный ключ или головка, чтобы иметь возможность подтянуть гайку. После того, как вы затянули, все держит очень хорошо, но в экстремальных условиях, опять же при высокой вибрации, они могут быть ослаблены.
* Норд-шайбы *
Они уникальны тем, что они имеют кулачки на лицевой стороне шайб. Они должны ставится в парах, вот так. То есть вы ставите вместе две штуки с кулачками наружу и закручиваете на них болт. Вы можете поставить гайку. Затягиваем до указанного крутящего момента. Как только гайка затянута, эти две шайбы захватывают друг друга, и соединение будет очень трудно открутить. Они очень хороши при вибрации. Очень маловероятно, что какая либо из этих шайб, если они стоят правильно, ослабнет при вибрации.
* Корончатая гайка *
Они часто используются в критически важных механизмах, таких как самолеты. На борту самолета, после ее закручивания, через нее будет продет куском проволоки, и это будет препятствовать гайке открутится когда-либо. Итак, чтобы использовать одну из них, вы наживляете ее на болт, затягиваете до указанного крутящего момента или пока тянется. Теперь я просверлю болт насквозь небольшим сверлом. Но такое сверло лучше подойдет для более крупных гаек и болтов, чем этот. Это нержавеющая сталь, так что я буду работать аккуратно и медленно. Я положу еще немного смазки на сверло.После того как вы сделали это, вы можете вставить штифт, и обогнуть его вокруг, и это не даст гайке открутится до тех пор, пока вы не вытащите штифт.
Надеюсь, что это демонстрация была полезна для вас. Я рассказал некоторые из методов, которые вы можете использовать, чтобы остановить гайки и болты от самопроизвольного откручивания. Существуют также, подкладки под шайбы, которых у меня нет, но это обычная шайба и вкладка, которая сгибается и препятствует гайку или болт от расшатывания.
_

Что такое болт, гайка и шайба, знают практически все. (Исключения составляют неандертальцы или младенцы!)

Специально для неандертальцев, младенцев и просто тех, кто хочет вспомнить заумные слова.

Болт - крепёжная резьбовая деталь в виде цилиндрического стержня с головкой, часть которого снабжена резьбой, предназначенной для навинчивания гайки

Условное графическое изображение болта. На рисунке представлен болт в исполнении 1 по ГОСТ 7805-70 и ГОСТ 7798-70:

Фото болта с гайкой в профиль:

Гайка - вид крепёжного изделия с отверстием, в котором нарезана резьба

Обычно, гайки изготавливаются шестигранной формы под гаечный ключ, но могут быть и квадратными, круглыми с насечкой, с выступами под пальцы («барашки») или другой формы. Основное назначение гаек, вместе с болтом - соединение деталей.

Шайба (от нем. Scheibe) - деталь, подкладываемая под гайку или головку болта (винта) с целью создания большей опорной площади, уменьшения повреждений поверхности детали, а также предотвращения самоотвинчивания крепёжной детали

Шайбы бывают: круглые, косые, корончатые, пружинные (гровер), стопорные, быстросъёмные, уплотнительные, концевые, сферические и т. д.

Сейчас, больше всего, интересуют шайбы предотвращающие самоотвинчивание.

Пружинная шайба (гровер (нем. Grower), шайба Гровера) - металлическая деталь машин и механизмов, в виде разрезанного кольца. Одна из самых распространённых деталей для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений. Подкладывается между гайкой и крепёжной поверхностью.

Ну, вот и познакомились с «главными героями», или кто-то, как я, например, просто вспомнил умные слова

В принципе, всех выше перечисленных изделий должно хватать для предотвращения самоотвинчивания и надежной фиксации изделия. Многим хватает, а многим катастрофически мало.

Был у моего дяди, «двигатель на колесиках», так вот от него постоянно отваливались болты и гайки. (От двигателя, а не от дяди)

И как он только не затягивал их, и что он только не придумывал (за исключением сварки), ничего не помогало. Вибрация делала свое «черное» дело, развинчивая даже самые сильно затянутые соединения, собранные с любыми видами шайб (гровер, коронная шайба, шайба с насечками и тд.).

Тогда мне было не интересно, почему все так происходит, а сейчас, в связи с профессиональной деятельностью, стало интересно. И вот что я узнал.

Резьбовое соединение - разъёмное соединение деталей машин при помощи винтовой или спиральной поверхности (резьбы)

Это соединение наиболее распространено из-за его многочисленных достоинств. В простейшем случае для соединения необходимо закрутить две детали, имеющие резьбы с подходящими друг к другу параметрами. Для рассоединения (разьёма) необходимо произвести действия в обратном порядке.

Практически в любом, новом, резьбовом соединении есть люфт. Попробуйте сами и все поймете. Гайка не сидит плотно на болте! Исключения составляют гайки с пластиковым кольцом, или какие то аналогичные способы фиксации.

Так вот, именно из-за этого люфта и происходит отвинчивание болта/гайки. Гроверы и другие аналогичные шайбы могут помочь не всегда. Да и хранить в гараже или на складе целую кучу гроверов не всегда удобно. Одних только размеров может быть великое множество, а универсальных нет! Точнее есть, но этот материал из другого разряда.

Разрешите представить:

Анаэробный фиксатор - это однокомпонентный материал, который отверждается при комнатной температуре при условии отсутствия контакта с кислородом

Жидкий компонент отверждения остается неактивным до тех пор, пока он находится в контакте с атмосферным кислородом.

Если фиксатор лишен доступа атмосферного кислорода, например, при соединении деталей, происходит быстрое отверждение - особенно при одновременном контакте с металлом.

Это отверждение может быть представлено следующим образом: при прекращении поступления атмосферного кислорода формируются свободные радикалы под действием ионов металла (Cu, Fe), эти свободные радикалы способствуют началу процесса полимеризации:

Полимеризация фиксатора при анаэробной реакции: при постоянном воздействии кислорода фиксатор остается в жидком состоянии (1)

При попадании фиксатора в зазор прекращается поступление кислорода (2), пероксиды преобразуются в свободные радикалы, вступая в реакцию с ионами металла.

Свободные радикалы стимулируют формирование полимерных цепочек (3)

Отвержденное состояние (4) представляет собой твердую структуру со сшитыми полимерными цепочками.

Как это выглядит в жизни и как это работает? Попробую сейчас продемонстрировать и прокомментировать

А вот и наши болт с гайкой, в компании с :

Очиститель необходим для более прочного соединения, так как удаляет жир и прочие загрязнения, не оставляя следов.

Эти очистители оставляют после себя пленку, которая ухудшает адгезию фиксатора.

Пока обезжиренные поверхности сохнут, попробую показать, как выглядит анаэробный фиксатор в жизни.

Для наглядности, я взял универсальный , средней степени фиксации. Почему я выбрал именно Permabond A130? Да просто он был ближе всех J.

Но на самом деле, все фиксаторы делятся на следующие группы:

• Фиксатор низкой прочности – . Собранное с помощью данного фиксатора соединение, можно разобрать обычным инструментов, без особых усилий
• Фиксаторы средней прочности – , Permabond A113 ; Permabond A 130. Собранное, с помощью данных фиксаторов соединение, можно разобрать обычным инструментов, с усилием
• Фиксатор высокой прочности – Permabond HM129 , . Собранное, с помощью данных фиксаторов соединение, можно разобрать спец. инструментом («болгарка» или газосварочный аппарат J) или нагревом соединения выше +30 °С

Процесс полимеризации (отверждения) резьбового фиксатора, от 5 до 40 минут. Это время зависит от самого фиксатора, от металла, с которым будет контактировать фиксатор и от условий окружающей среды

Время фиксации, на разных металлах, разное. Самым активным металлом считается медь и ее сплавы (время фиксации от 5 минут), а самым не активным металлом, нержавейка и гальваническое покрытие (время фиксации от 30 минут). Для не активных металлов, рекомендую использовать .

Также, при выборе фиксатора, следует руководствоваться и другими параметрами:

• Вязкость фиксатора (густой или более жидкий)
• Условия работы соединения (рабочая температура, рабочая среда, разборное/не разборное соединение)
• Желаемое время фиксации (требуется/не требуется регулировка соединения)
• Чистота поверхности (обезжиренная или маслянистая поверхность)

Но вернемся к нашему фиксатору.

Вот так выглядит фиксатор Permabond A130 в жидком виде, на плоской поверхности:

А так, фиксатор Permabond A130 в жидком виде, на наклонной поверхности:

Помните, я писал, что для анаэробного фиксатора требуется металл и отсутствие воздуха. А есть еще один способ, активатор Permabond A905. Он имитирует присутствие очень активного металла и по этому, отверждение происходит даже на воздухе:

И вот во что превращается анаэробный фиксатор после отверждения:

Напоминает пластик.

Пока я тут «ля-ля», очиститель испарился и можно приступать к дальнейшей работе.

Берем наш болт, берем, например, фиксатор Permabond A130 и наносим на одну из поверхностей.

Для глухих отверстий, наносите клей прямо на его дно, а не на крепежную деталь. Если есть зазор, тогда вместо этого нанесите клей на внутреннюю резьбу отверстия:

Я наносил фиксатор на болт, так как это более правильно, и вот что получилось:

Потом, спокойно накручиваем гайку:

Видите, небольшой синий наплыв? Правильно – это излишки фиксатора. Уже не раз слышал возмущение от механиков, фиксатор плохой, так как он не затвердел.

Конечно! А как он затвердеет на воздухе и минимальном контакте с металлом?

Существует 3 варианта борьбы с излишками фиксатора:

• Наносить фиксатор в нужном количестве
• После сборки, удалять излишки ветошью
• Воспользоваться активатором, и после отверждения удалить, например, металлической щеткой

С излишками определились, а теперь вернемся к тому, что происходит между болтом и гайкой.

Из жидкого состояния Permabond A130 превращается в подобие пластика (мы это уже видели чуть выше) и первоначальный процесс превращения занял 20 минут

Есть несколько понятий, связанных с процессом полимеризации анаэробных фиксаторов:

• Начальная прочность – прочность, при которой изделие фиксируется. Обычно это несколько минут
• Рабочая прочность – время, через которое только что склеенное соединение можно запускать в эксплуатацию. К этому времени соединение достигнет ~ 60 % от своей конечной прочности, и поэтому его уже можно подвергать обычным нагрузкам. Рабочая прочность достигается от нескольких минут, до нескольких часов
• Полная прочность – прочность, при которой достигается 100 % полимеризация и проявление всех заявленных характеристик

И через час, когда появилась рабочая прочность, взял я в руки чудо-инструмент и…

Раскрутил соединение. С усилием, но раскрутил. Фиксатор то был средней прочности.

Кстати, очень важно учитывать диаметр и задействованную длину крепежных деталей, если в будущем их потребуется демонтировать

Удвоение диаметра увеличит прочность в шесть раз!

Как видите, фиксатор заполнил все пустоты между витками резьбы. То же самое произошло и с резьбой на гайке:

Заполнив все пустоты, прилипнув и склеив обе поверхности, фиксатор Permabond A130 позволил надежно зафиксировать резьбовое соединение

По сравнению с шайбами, фиксация происходит по всей поверхности резьбы, а не только под шляпкой болта или гайкой. И поверьте, вибрация, делающая свое черное дело, не сможет раскрутить это соединение. А на случай очень активной вибрации, у нас есть высокопрочные фиксаторы!

Заменить Permabond A130 и Permabond A1046 можно фиксатором .

Благодаря комплексу уникальных свойств EFELE 133 одновременно склеивает между собой поверхности, обеспечивает надежную фиксацию резьбы и 100 % герметизацию соединения

EFELE 133 защищает резьбовые соединения от влаги, коррозии и негативного воздействия нефтехимических продуктов, щелочей, газов и кислот, коррозии, предотвращает самопроизвольное отвинчивание

Анаэробный фиксатор-герметик EFELE 133 обеспечивает моментальное прочное соединение и может использоваться практически в любых условиях эксплуатации.

Существующие способы фиксации резьбовых соединений условно можно разбить на три отдельные группы:

Фиксация с помощью деформации:

В данном случае усиление упругости соединения будет компенсироваться благодаря проседанию после сборки. Таким образом, усилие предварительного напряжения сохранится и затруднит ослабление резьбового соединения. Однако данный метод не предотвратит самоотвинчивание соединения в случае, когда между напряженными деталями присутствуют относительные колебания. Тарельчатые пружины с высокой жесткостью и конические пружинные шайбы могут послужить примерами способа деформации. Эффекты фиксации резьбовых соединений, получаемые с помощью использования иных элементов, таких, например, как пружинные шайбы, шайбы веерного типа, эластичные и зубчатые шайбы, не является адекватными. Шайбы подобного типа не рекомендуется использовать при фиксации болтов, относящихся к классу 8.8 и выше (американским эквивалентом является марка 5).

Рис. 25: На картер двигателя установлен болт с резьбовым фиксатором Loctite.

Фиксация путем использования элементов, предотвращающих самоотвинчивание

Использование крепежных элементов, предотвращающих самоотвинчивание, позволяет несколько убавить усилие затяжки. Например: проволочные фиксаторы, корончатые гайки, болты, оснащенные металлическими и пластмассовыми резьбовыми вставками. Используя данные элементы можно избежать изменения фиксированного положения, однако они малоэффективны для сохранения первоначально созданного усилия затяжки. Для этого следует использовать элементы, предотвращающие самоослабление.

Фиксация путем использования элементов, предотвращающих самоослабление резьбовых соединений

К таким элементам относятся:

• гайки и болты, имеющие стопорящие зубчики
• болты, имеющие рифленые фланцы
• специальные клеи

Продукция Loctite, предназначенная для эффективной фиксации резьбы

Предотвращающие самоотвинчивание устройства в вопросах фиксации резьбы должны отвечать самым высочайшим стандартам. Корпорацией Loctite были разработаны жидкие однокомпонентные клеи, способные полностью заполнять микроскопические зазоры, существующие в резьбовых соединениях между граничащими плоскостями. Контактируя с металлом при отсутствии воздуха, данные клеи полимеризуются, превращаясь в твердую, прочную, термореактивную пластмассу.

С помощью резьбового фиксатора создается соединение граничащих между собой резьбовых поверхностей, которое сцепляет их шероховатости, предотвращая любые перемещения резьбовых деталей. В результате, проблема разрешается там же, где и возникает - в резьбе. Именно по этой причине разработанные корпорацией Loctite резьбовые фиксаторы считаются наиболее эффективными средствами, предотвращающими самоотвинчивание в крепежных соединениях.

Рис. 26: Во время установки резьбовой части, на которую нанесен продукт, в глухое отверстие, находящийся в нём сжимаемый воздух не позволит продукту распределиться по всей резьбовой части, выдавив клей наружу, что приведет к значительному снижению прочности фиксации резьбового соединения.

Чтобы избежать подобных негативных последствий, продукт следует нанести и на дно отверстия, которое послужит для него своеобразным резервуаром.

Чтобы снизить расход продукта, на дно отверстия, перед его нанесением, можно поместить резиновую пробку.

Необходимо, чтобы фиксатор покрывал резьбу по всей длине и чтобы полимеризации клея ни что не препятствовало (некоторые очистители или масла могут затруднить и даже полностью остановить процесс анаэробной реакции). Нанесение на резьбовую часть жидких анаэробных фиксаторов осуществляется посредством специальных дозирующих устройств или вручную. Оптимальное количество используемого продукта будет зависеть от таких параметров, как: размер резьбы, вязкость фиксатора и конфигурация деталей. При больших размерах деталей клей следует наносить на обе поверхности. Для фиксации глухих резьбовых отверстий на дно отверстия клей следует наносить в количестве, достаточном для того, чтобы вытесненный резьбовой фиксатор после сборки заполнил резьбовое соединение по всей длине (рис. 26).

Рис. 27: Силы, воздействующие на резьбовые соединения.

В жидком состоянии некоторые из анаэробных фиксаторов Loctite на резьбовой коэффициент трения при монтаже воздействуют положительно, подобно смазке. Такое свойство позволяет использовать данные продукты в работе автоматических поточных линий, без замены установленного на них сборочного оборудования. Но при этом необходимо, чтобы были определены момент затяжки и предварительное напряжение.

Создание требуемого усилия сжатия

Покупатель, приобретающий болт или гайку, не редко желает выяснить, какое усилие сжатия можно получить при использовании приобретенных деталей и в течение какого периода времени оно сможет сохраняться на первоначальном уровне. Впоследствии также может возникнуть потребность ослабить или разобрать данное соединение. Болты и гайки эту функцию выполняют очень хорошо, но чтобы получить желаемый результат на протяжении долгого времени их следует использовать грамотно.

Затягивая винт или болт, мы прилагаем усилие к головке. Вращательное усилие, направленное по часовой стрелке, уменьшает интервал между гайкой и болтом. При возникновении сопротивления (к примеру, стягивание фланца) болт продолжит вращение до момента образования баланса между реактивным моментом сопротивления соединения и крутящим моментом, приложенным к головке. Первый образуют три составляющих: трение между сопрягаемой поверхностью и головкой болта, напряжение болта и трение в резьбе. Каким образом распределяется вращающий момент между тремя вышеперечисленными факторами показано на рисунках 27 и 28.

В виде формулы соотношения равновесия можно отобразить следующим образом: T = KdF,

T = значение момента затяжки

D = значение диаметра болта

F = значение усилия сжатия

K = значение эмпирической постоянной, учитывающей все силы трения, а также переменный диаметр в резьбе и под головкой болта, где воздействуют силы трения (коэффициентом трения она не является, хотя и имеет с ним связь).

Определить значения K можно экспериментально (рис. 29).

Величина коэффициента трения и, соответственно, постоянной K может значительно колебаться вследствие очень большой силы сжатия, создаваемой поверхностями, которые бывают шероховатые, гладкие, оксидированные, химически обработанными и/или смазанные. У замасленной стали значение K постоянное и варьируется в пределах 0.11 - 0.17 или порядка 20% от момента затяжки. Суммарной силой трения поглощается 80-90 % момента затяжки (рис. 28). Соответственно, для определения оптимальных значений момента затяжки, необходимых для того, чтобы обеспечить определенные осевые нагрузки на болт, следует произвести специальные испытания с использованием устройств для измерения величины крутящего момента. В технических данных смазок и других материалов, используемых для обработки резьб, часто указываются значения постоянной K, которые размещаются на кривой «вращающий момент - натяжение», представленной на рисунке 30. Указанные значения были получены опытным путем на болтах 3/8 x 16 (ориентировочно соответствует резьбе M10) c завернутой гайкой. Торец и резьба гайки смазывались. При несмазанных опорных поверхностях (как гайки, так и головки болта) значение постоянной K может увеличиться почти вдвое. При работе с резьбовыми фиксаторами Loctite можно точно рассчитать момент натяжение и затяжки болта, благодаря чему они идеальны для использования в поточном производстве. На значение постоянной K влияют следующие факторы: материал фланцев и крепежа, скорость сборки, качество болта, шероховатость поверхностей и резьбовой зазор, выбранный продукт Loctite.

Рис. 28: Соотношение моментов в болте (предварительно затянутом).

Относительные* величины коэффициента К, отражающие смазывающие свойства фиксаторов резьбы на разных материалах.

О подборе болта

Для получения необходимого усилия прижима F, конструктору необходимо осуществить подбор подходящего крепежного элемента. Усилие прижима, взаимосвязанное с S (напряжение болта), можно представить в виде следующего уравнения:

в котором А - площадь поперечного сечения используемого болта или, как правило, сумма площадей всех используемых в соединении болтов. Если заранее известен материал болта, то наиболее оптимальным значением напряжения болта S считается 75 процентная составляющая от допускаемой нагрузки и, соответственно, можно вычислить значение A. Далее, используя уравнение «момент затяжки - напряжение», нетрудно определить количество болтов и их диаметр:

Крутящее усилие сдвига будет создавать сжимающий вращающий момент. Если эта величина будет превышать допустимую нагрузку на болт, число используемых болтов необходимо увеличить так, чтобы уменьшить величину максимальной нагрузки для каждого крепежного элемента. Процедура может выполняться, исходя от обратного: при варианте, когда применяется меньшее число болтов, необходимо повышение предельных нагрузок, поэтому вышеуказанное уравнение можно применить для определения наиболее подходящего материала болтов. Как показывает практика, величина k зависит от использования и для каждой ситуации должна определяться опытным путем. Уравнение (рис.30) может служить лишь в качестве ориентира. Наиболее достоверные значения получаются путем проведения экспериментов.

Об усталостной прочности

Существует два пути для определения усталостной прочности болтовых соединений: усталость соединяемого болтами материала и усталость болта. На жестком соединении усталость затянутого нормально болта не отразится. Первоначальное напряжение болта будет сохраняться в относительно постоянном состоянии до той поры, пока величина внешней нагрузки на соединение не будет превышать нагрузку болта. При величине эксплуатационных нагрузок на болт ниже расчетных - конструкторских, основывающихся на усилии преднатяга, болт будет функционировать при малозаметных колебаниях напряжения или вовсе без него и на надежности соединения усталость болта не отразится, независимо от числа нагрузочных циклов.

Увеличение гибкости соединения приведет к увеличению переменного напряжения в болтовом или винтовом крепежах. При слишком большой гибкости присутствующие переменные нагрузки могут стать довольно сильными и, независимо от изначальной предварительной нагрузки на крепежные элементы, привести к усталостному разрушению последних.

Важнейшим условием, способным не допустить циклические колебания напряжения, вызванные циклическими нагрузками, является надлежащее предварительное напряжение или предварительная нагрузка на крепежные детали. Как показывают результаты испытаний, соединение относительно упругими болтами жестких деталей - лучший способ предотвращения поломок вызванных усталостью.

Использование фиксаторов резьбы Loctite гарантирует повышенную надежность соединений. Клеем заполняются все зазоры, имеющиеся в резьбе, в результате чего совершенно не остается места для перемещения крепежных средств.

Использование метода спектрального анализа при расчете безопасной нагрузки

Методика преодоления усталостного износа хорошо известна конструкторам. При грамотном проектировании и монтаже конструкция соединение функционирует таким образом, что образующиеся усилия достичь величин, способных породить усталостные поломки, не могут. Очевидной проблема становится при исследовании спектра воздействующих сил. На рисунке 31 изображен небольшой сегмент с показаниями тензометра, полученными во время испытания одного из самолетных узлов. (Спектр нагрузок на усталость для исследуемых деталей истребителя)

Рис. 31: Вид спектра нагрузки.

Неизбежно возникает вопрос, как определить расчетную нагрузку соединения? Мы знаем, что в соединениях, стянутых с усилиями, превышающими действующие на них нагрузки, циклических нагрузок на болты не возникает. Допустима ли такая высокая сила сжатия, что величина нагрузки на болт не сможет превысить значения разрушения, равного 4450 Н (1 тыс. фунтов F), или возможно ли, чтобы вероятностный риск смог бы достичь нескольких сотен максимальных значений, которые, разумеется, не смогут вызвать усталостного разрушения, если они не превышают предела усталости? На данный вопрос однозначно ответить затруднительно. Во-первых, необходимо проведение спектрального анализа, с целью выяснения вероятности образования пиковых нагрузок. Результаты подобного анализа отражены на рисунке 32.

Рис. 32: Сложение спектра.

Во-вторых, необходимо рассмотреть и другой аспект проблемы, который не менее важен, чем вопрос усталости. Процесс самоотвинчивания крепежных деталей может происходить в результате перегрузки соединения. Так, при 50-ти смещениях болтового соединения в сторону будет потеряно 20 % усилия затяжки. В связи с уменьшением этого усилия более частые и более слабые нагрузки вызовут скольжение и довольно скорый выход данного соединения из строя. Таким образом, конструктору необходимо наряду с выбором размера болта определиться и со способом его фиксации. Разные методы фиксации оказывают различное влияние и на усилие сжатия и на возможность самоотвинчивания соединения. Если болт закрепить, предохраняя его от самоотвинчивания, то на его работу не сможет оказать влияния даже очень большое число циклов перегрузки. Расчетная нагрузка может составлять долю пиковой нагрузки при очевидной экономии веса и стоимости. Фиксаторы резьбы Loctite являются наиболее эффективным средством предотвращения самоотвинчивания соединения и поддержания постоянного усилия сжатия.

KBV_NSK 08-09-2009 11:14

Доброе время суток, all
Началось с того, что на Ди48 стал люфтить ластохвост. Поддаваться разборке он не захотел, поэтому имеем то, что имеем. А именно: штатные винты высверлены, вместо них нарезена резьба следующего и изготовлены винты подходящей формы. Все красиво, ласта встает и держится отлично.
Но имеется проблема:
Винты были посажены на локтайт, но он "не держит". Все обезжиривал, флакон встряхивал, мазал аккуратно, а отвинчиваются буквально двумя пальцами, усилия страгивания почти не ощущается. Повторная разборка узла показала, что локтайт как и положено застыл, но из него свободно выкручивается сам винт.

На что еще можно надежно зафиксировать винт в резьбе? отвинчивать естественно больше не потребуется.

bes_demon 08-09-2009 11:20

залудить, и на горячую вкрутить.
или старый дедовский "локтайт" - канифоль на спирту.

KBV_NSK 08-09-2009 11:39

Есть мысль на счет 2х компонентной эпоксидки, никто не пробовал?

tramblёr 08-09-2009 12:10

Сделай как было - расклепай изнутри.

KBV_NSK 08-09-2009 13:09

Тоже об этом подумал. Но уже после того как резьба нарезана, винты выточил, все красиво получилось. Теперь как то обломно все портить и клепать. Если оторвется- то второй раз конечно заморачиваться не буду.

Strelok-mod79 08-09-2009 14:03

Приклеивал шкалу на ВОМЗе эпоксидкой - держит намертво.

KBV_NSK 08-09-2009 15:08

мне тут еще знакомые ее посоветовали, пожалуй попробую на "холодную сварку". Та же 2х компоненткная эпоксидка с какими то модными наполнителями. Если интересно - отпишусь что получилось.

kuznets 13-09-2009 22:59

я где-то читал, что винты, которыми крепится ластохвост на ДИАНАх расклёпываются на заводе изготовителе, - сразу неразъемное соединение, поэтому и не выкручиваются...

Turhon 14-09-2009 12:00

Ты вероятно сильно прослабил резьбу когда нарезал.
Сам клеил планку в похожем случае на ЭДП

6aJIpoK 16-09-2009 12:54

Идешь в автомагазин...покупаешь там фиксатор резьбы "высокопрочный" ! и все! или бакситку + медная стружка ваще намертво)

Storag 16-09-2009 12:55

А какой локтайт применял? Фиксатор резьбы, клей или герметик?

dianarws 19-09-2009 01:01

quote: Originally posted by kuznets:
я где-то читал, что винты, которыми крепится ластохвост на ДИАНАх расклёпываются на заводе изготовителе, - сразу неразъемное соединение, поэтому и не выкручиваются...

именно так, поэтому нужно расклепывать изнутри и шлифовать...
при такой вибрации ниодин локтайт/клей не удержит...

KBV_NSK 21-09-2009 08:47

в оПсЧем приклеил, поставил метки (чтобы видеть если начнет откручиваться).Пока все хорошо, настрел 800-1000, держится.
Пишу - может кому пригодится
По порядку:
-Локтайт был именно локтайт (из автомагазина), который "анаэробный фиксатор резьбовых соединений", максимальной фиксации, неразборный.

Холодная сварка - типа пластилина на основе эпоксидки - еще хуже чем локтайт, эффекта совсем нет

В результате приклеил на обычную 2х компонентную эпоксидку "Контакт" (ессно все обезжирив и очистив от остатков других клеев). Примерно через ~500выстрелов проверил метки - на месте, пробовал открутить - сорвал шлицы, винт на месте. Вроде хорошо получилось.

Резьбовые соединения безусловно удобны, но обладают серьезным недостатком. При внешнем механическом воздействии, возможно ослабление крепления, вплоть до полного разъединения.

Для сохранения надежности, требуется фиксатор резьбы. Существует множество механических приспособлений, которые удерживают гайку (винт) от самораскручивания. Про жидкие фиксаторы читайте ниже.

Шплинт представляет собой согнутый пополам стержень с ушком на месте сгиба. Устанавливается в отверстие болта, а на гайке предусматриваются специальные пазы для фиксации. После закручивания соединения, свободные концы шплинта разводятся – крепление зафиксировано.

Применяется на узлах, требующих высокой надежности соединения. Например, ступичная гайка на колесе автомобиля. Стопорная шайба с фиксацией подкладывается под гайку, и фиксируется от проворачивания на неподвижной части конструкции. На шайбе имеется лепесток, который загибается на угол 90°, и прижимает одну из граней гайки.

Стопорная шайба пружинного типа. Представляет собой один виток пружины, который подкладывается под гайку при закручивании соединения.

Действие основано на создании распорного усилия. Отлично противостоит раскручиванию от вибрации. Стопорная шайба с зубчиками. На внешнем диаметре тонкой шайбы выполняются насечки, повернутые на определенный угол.

Помимо распорного эффекта, зубчики увеличивают сопротивление при раскручивании резьбы. Гайка с овальным сечением либо пластиковой втулкой. Обжимает резьбу, повышая усилие при откручивании болта. Хорошо противостоит вибрациям, но может ослабить соединение при вращательной нагрузке.

Все эти фиксаторы имеют общий недостаток: они вносят изменения в конструкцию: требуется замена штатных элементов крепежа, либо приобретение дополнительных деталей. А как зафиксировать штатное соединение, без лишних компонентов?

Простое решение – жидкие резьбовые фиксаторы

Механический фиксатор резьбы подходит не для всех видов соединения. Довольно часто при сборке узла нет возможности установить сторонний предмет в конструкцию.

В таких случаях применяются клеевые фиксаторы: сам по себе фиксирующий состав не в состоянии удерживать детали, но предотвратить раскручивание гайки (болта) – запросто.

Раньше, для фиксации резьбовых соединений применялись лаки и краски. При закручивании, на резьбу просто наносилась капелька прочной краски, и гайка не откручивалась без приложения дополнительного усилия.

Видео тестирование резьбовых фиксаторов

Однако подобный метод не отличался надежностью – все-таки лакокрасочные составы не предназначены для механического закрепления. Кроме того, в пространстве между витками резьбы, где ограничен доступ воздуха, затвердевание состава не происходит, или происходит слишком медленно.

Поэтому от практики «капнуть краской на резьбу» давно отказались. Сегодня применяются специальные клеи или герметики: так называемые анаэробные фиксаторы резьбы.

Принцип работы анаэробных фиксаторов

Для надежного закрепления, клеевой состав должен из жидкого агрегатного состояния перейти в твердое: то есть, полимеризоваться. По такому принципу работают все герметики и клеи: пока состав находится в герметичном сосуде – он жидкий.

После нанесения на обрабатываемую поверхность, химические компоненты вступают в реакцию с кислородом, и происходит отвердевание. Проблема резьбовых фиксаторов в том, что основная рабочая поверхность остается герметичной (внутри витков резьбы).

Доступа кислорода нет, полимеризация не происходит. Что нужно для нормального завершения реакции? Такое свойство имеют анаэробные микробы, развивающиеся в условиях ограниченного доступа кислорода.