Информация! Гайки, обладающие закругленными лепестками, принято называть немецкими, тогда как гайки с прямоугольными «ушками» именуются американскими. Это связано, вероятно, с патентами стран, в которых были разработаны эти крепежные изделия.
Стандартные резьбовые соединительные детали, используемые для соединения различных элементов, включают в себя болты, винты, шпильки и гайки.
Все крепежные детали с резьбой производятся с метрической резьбой и изготавливаются в соответствии с установленными стандартами, которые определяют требования к материалам, покрытиям и другим условиям их производства. Обычно резьбовые крепежные изделия имеют метрическую резьбу с крупным шагом, однако встречаются варианты и с мелким.
Каждый крепежный элемент обозначается условным знаком, который отражает его форму, размеры, материал и тип покрытия.
Крепежные детали классифицируются в зависимости от требуемых механических свойств материала, из которого они изготовлены; каждое изделие относится к определенному классу прочности или группе, которые заданы ГОСТ 1759-70 (аналогично СТ СЭВ 607-77, СТ СЭВ 1018-78, СТ СЭВ 4203-83).
Каждый класс прочности и группа определяют механические характеристики резьбового крепежа и описывают марки материалов, допустимых для его изготовления.
Класс прочности для болтов, винтов и шпилек обозначается двумя числами, каждое из которых указывает разные характеристики прочности материала детали.
Для гаек класс прочности обозначается одним числом, которое показывает, как материал детали реагирует на испытательные нагрузки.
Чтобы предотвратить коррозию крепежных деталей, используются специализированные защитные покрытия. ГОСТ 1759-70 (С аналогами СТ СЭВ 607-77, СТ СЭВ 1018-78, СТ СЭВ 4203-83) регламентирует следующие обозначения покрытий: 01 — цинк с хроматированием; 02 — кадмий с хроматированием; 03 — многослойные (медь и никель); 04 — многослойные (медь, никель и хром); 05 — окисное покрытие; 06 — фосфатное покрытие с маслом; 07 — оловянное покрытие; 08 — медное покрытие; 09 — цинковое покрытие; 10 — окисное анодизационное с хромированием; 11 — пассивированное покрытие; 12 — серебряное покрытие.
Детали без покрытия обозначаются индексом 00.
Условное обозначение любой стандартной крепежной детали должно включать в себя:
1) форму и размеры детали и ее элементов, определенные соответствующим размерным стандартом;
2) класс прочности или группу, которые характеризуют механические свойства материала;
3) обозначение защитного покрытия для предотвращения коррозии.
БОЛТЫ
Болт состоит из двух частей: головки и стержня, оснащенного резьбой (рис. 310, а).
В большинстве конструкций на головке болта присутствует фаска, которая сглаживает острые края и облегчает наложение гаечного ключа во время затягивания.
Болты с шестигранной головкой выпускают в трех вариациях (рис. 310, в):
1 — без отверстий в головке и стержне;
2 — с отверстием для шплинта на нарезанном участке стержня;
3 — с двумя отверстиями в головке, в которые вдвигается проволока для соединения нескольких одинаковых болтов.
Болты второго и третьего исполнения применяются для соединения машинных деталей, подверженных вибрациям и ударам, которые могут привести к самоотвинчиванию гаек и болтов. Шплинт или проволока препятствуют этому процессу.
Основные размеры наиболее распространенных в машиностроении болтов с шестигранной головкой (обычной точности, рис. 310, б) представлены в таблице 19.
Каждому диаметру резьбы болта d соответствуют определенные размеры головки. При фиксированном диаметре резьбы d болт может изготавливаться различной длины l, которая стандартизирована. Длина резьбы болта l0 также стандартизированная и определяется в зависимости от диаметра d и длины l по ГОСТ 7798-70 (С аналогом СТ СЭВ 4728-84).
Формы и размеры концов болтов с метрической резьбой должны соответствовать требованиям ГОСТ 12414-66 (С аналогом СТ СЭВ 215-82).
На практике иногда требуется создание чертежей стандартных резьбовых деталей (см. рис. 310, б).
Рабочий чертеж болта выполняется по размерам, взятым из соответствующего стандарта.
Резьбовые элементы обычно изображаются на чертеже так, чтобы их ось располагалась параллельно основной надписи чертежа.
Условное обозначение болта:
Болт 2 М16х1,5. 2аX75.68.09 ГОСТ 7798-70.
Следует понимать так:
Болт — это название детали; 2 — исполнение 2; М16 — тип и размер резьбы; 1,5 — величина мелкого шага резьбы; 2а — класс точности резьбы; 75 — длина болта; 68 — условная запись класса прочности 68, указывающая на то, что болт изготовлен из стали с определенными механическими свойствами; 09 — цинковое покрытие; ГОСТ 7798—70 — размерный стандарт, подтверждающий, что болт имеет шестигранную головку и выполнен с обычной точностью.
На учебных чертежах обозначение болта можно упростить: Болт 2M16X1,5X 75 ГОСТ 7798-70.
Особенности
Оба упомянутых типа гаек-барашков сегодня имеют широкое применение, однако эволюция данного типа ручного крепежа продолжается: появляются новые модификации, изготовленные из других материалов.
Основная техническая особенность гайки-барашка заключается в ее автономности. Хотя использование гайки возможно лишь в сочетании с болтом или шпилькой, даже эти метизы подбираются таким образом, чтобы не требовалось использование ключа или отвертки при их удерживании. Например, шпилька может быть приварена или иметь петлю вместо головки, что позволяет подвижно крепить ее к детали или предмету. Болт тоже не должен иметь головки под ключ или отвертку. К примеру, при монтаже деревянных конструкций болты могут обладать закругленной головкой и специальными упорами, которые врезаются в древесину и предотвращают проворачивание во время затягивания.
Гайка-барашка объединяет в себе функции крепежного метиза и инструмента для его монтажа. Данная потребность возникает в ситуациях, когда необходимо быстро затянуть или отпустить крепежную резьбу для съемной детали, не являющейся элементом несущих конструкций. Подбор ключа или отвертки требует времени, поэтому использование гайки-барашка представляется оптимальным решением. Для функционального крепления достаточно усилия одной руки, без каких-либо дополнительных приспособлений.
Размеры
Согласно ГОСТ 3032-76, гайки-барашки различаются по материалу и размерам. Основным параметром, от которого зависят все остальные, является диаметр резьбового отверстия. Он соответствует стандартным размерам болтов и гаек, принятым в современной промышленности и маркировке.
Минимальный стандартный размер составляет М3. Это означает, что диаметр резьбы болта, на который можно накрутить такую гайку, равен 3 мм. Следующий ряд размеров гаек-барашков: М4, М5, М6, М8, М10, М12, М14, М16, М18, М20, М24.
Вполне логично, что в том же порядке будут увеличиваться свои внешние размеры гайки. Большинство гаек-барашков немецкого типа имеют отверстия в ушках. Эти отверстия предназначены не только для упрощения установки детали: некоторые специалисты используют их для фиксации метиза в заданном положении с помощью проволоки. Чаще всего к ним прикрепляют трос или капроновую нить для предотвращения потери метиза.
По шагу резьбы гайки-барашки бывают с крупной и мелкой резьбой, шаг которой определяется размером метиза. Лишь крупную резьбу имеют барашки малых размеров: М3, М4, М5, М6. Для гаек М8 и более доступны оба варианта резьбы. Этот момент следует учитывать при покупке крепежных изделий. Если нет опыта в определении размера резьбы, шпильку или болт, на который планируется накручивать гайку, рекомендуется взять с собой в качестве образца.
Гайки-барашки закрытого типа, ограниченные по длине шпильки, на которую они будут накручиваться, встречаются в продаже значительно реже. Размеры таких изделий начинаются с М6, причем вариантов шага резьбы, как правило, нет — на всех нарезается стандартная крупная резьба.
Пластмассовая альтернатива металлическому креплению
Будучи в постоянном развитии, техническая промышленность не стоит на месте, что приводит к тому, что многие металлические элементы заменяются альтернативными, из пластика. Рассматривая экономический аспект данного вопроса, можно с уверенностью утверждать, что пластмасса значительно дешевле металла, а технологии ее производства существенно проще, что сокращает время на изготовление таких изделий. Это технологическое решение затронуло и различные крепежные изделия, и на рынке монтажных компонентов появилась пластиковая гайка-барашка с теми же элементами, что и металлические — болты и шайбы.
Технические стандарты этих изделий полностью соответствуют DIN 316, именно по этому качественному параметру производятся крепежные детали из стали, различных сплавов и латуни. В местах, где прежде использовались металлические компоненты, активно применяются пластиковые аналоги. Одними из основных потребителей таких креплений является машиностроение. В автомобилестроении достаточно много оборудования фиксируется гайками подобного вида. Например, в двигателе это могут быть контейнеры для жидкости стеклоомывателя, охлаждающей жидкости, а также многие другие узлы автомобиля.
Используя пластиковые крепления, которые обладают свойствами не уступающими металлическим изделиям, производитель не только экономит ресурсы, но и облегчает конструкцию автомобиля. Также пластиковые крепления нашли широкое применение в производстве мебели и в пищевой промышленности. Использование таких крепежей в мебельном производстве значительно сокращает себестоимость конечного продукта, а также упрощает монтаж отдельных элементов конструкций, который нередко проводится в труднодоступных местах. Весьма наглядным примером служит обычное компьютерное кресло, где с их помощью осуществляется регулировка и фиксация высоты сиденья, угла наклона спинки. Все эти действия можно выполнять одной рукой, не выходя из кресла.
В быту пластиковые гайки пришли на замену металлическим вполне кстати. Можно уверенно утверждать, что сейчас все ключевые узлы сантехнических приборов в ванных комнатах изготавливаются из пластика, что делает их полностью устойчивыми к коррозии и механическим повреждениям. Влага в ванной считается агрессивной средой, и несмотря на то, что мы этого не хотим, повысить влажность в этом помещении довольно сложно, что приводит к быстрому выходу из строя металлических узлов, особенно это касается крепежных элементов.
При попытке открутить металлическое крепление, которое длительное время находилось под воздействием влаги, можно столкнуться с трудностями — вам не удастся сделать это с первой попытки, и придется прибегнуть к помощи плоскогубцев, чтобы открутить эту тугую гайку. Влага вызывает окисление металла, и гаечное соединение «прикипает» к резьбе. В отличие от металлических крепления, пластиковые могут монтироваться и демонтироваться множество раз без потери своих качеств!
Способы стопорения и предохранения от самоотвинчивания гаек
Стандартная резьба крепёжных изделий обладает высокой прочностью и создает силы трения, достаточные для предотвращения самоотвинчивания гайки. Потеря затяжки в соединениях снижает их надежность, нарушает функциональность компонентов и может привести к опасным ситуациям. Особенно важно предусмотреть меры предотвращения самоотвинчивания в условиях вибраций, переменных нагрузок и ударов, действующих на соединение. Вибрации снижают трение и могут нарушать условия самоторможения в резьбе.
Существует множество методов стопорения или предотвращения самоотвинчивания гаек. Большинство вариантов связано с внедрением специальных тормозящих элементов, увеличением трения в резьбовом соединении или фиксацией гайки с применением краски, лака и аналогичных средств.
Контргайки создают дополнительное натяжение и трение в резьбе. Стопорные гайки могут иметь вставку из нейлона или другого пластического материала для повышения сопротивления трению во время затяжки. Кроме того, может использоваться нестандартный профиль нарезки резьбы с этой же целью.
Гайки с продольными шлицами и корончатые модели оснащены отверстиями для шплинтов или проволоки, которые обеспечивают жесткое соединение с винтом и надежно удерживают гайку в заданном положении. Способы стопорения таким методом позволяют производить только ступенчатую регулировку затяжки соединения.
Самозатягивающиеся гайки обеспечивают надежное и постоянное крепление для многих типов тонких материалов. Эти резьбовые блоки удерживаются в специальных корпусах, которые прикрепляются к детали с использованием сварки, заклепок, завинчивания или защёлкивающегося крепления.
Примечания
- ↑ГОСТ 27017-86. Изделия крепёжные. Термины и определения(неопр.) . Стандартинформ (сайт) (2013). Дата обращения: 3 августа 2024.
- ↑ 2,02,1 Болты, гайки и резьба — история(неопр.) . Музей Речицкого метизного завода (сайт). Дата обращения: 3 августа 2024.
- ↑ Владимир Маяковский — Нормализованная гайка (РОСТА № 171)(неопр.) . Классика на РуСтих. Дата обращения: 3 августа 2024.
- ↑Решетов Д. Н. Детали машин. — Москва: Машиностроение, 1989. — С. 99—100. — 496 с. — ISBN 5-217-00335-9.
- ↑Иванов М. Н. Детали машин : учебник для вузов / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. — М. : Издательство Юрайт, 2024. — С. 36. — 457 с. — ISBN 978-5-534-12191-9.
- ↑Nut(англ.). Britannica (2024). Дата обращения: 3 августа 2024.
- Гайка // Большая советская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. А. М. Прохоров . — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
