Сантехник ...: Как предотвратить раскручивание гайки

Услуги сантехника в Москве и Московской области

Резьбовые соединения достаточно надежны и эффективны. Они считаются одними из самых распространенных и экономически выгодных. Однако при воздействии вибрации существует вероятность их ослабления. Это часто можно видеть на примере гаек, произвольно раскручивающихся во время работы всевозможных устройств. В этой статье мастер сантехник расскажет, как предотвратить раскручивание гайки.

О причинах ослаблений резьбовых соединений

Изобретенный Архимедом в 287-212 годах до нашей эры водяной винт стал отправной точкой в создании резьбовых соединений - самого распространенного способа крепления разъемных деталей, широко применяемого до настоящего времени в машиностроении, в различных конструкциях, при ремонте и монтаже оборудования. В производстве они стали до такой степени привычными, что их функционирование подробно и обстоятельно не анализируется. Имеется два наиболее существенных фактора снижающих прочность резьбового соединения:

Самоотвинчивание
Ослабление усилия затяжки

О самоотвинчивании

По завершении процесса фиксации в болтовом соединении образуется нагрузка сжатия, поскольку болт затягивается, словно пружина и гайка, перемещаясь к головке болта, начинает создавать между фиксируемыми частями сжимающую силу. Как только напряжение сжатия исчезает, возникают условия, способствующие откручиванию гайки. Существующее в резьбе, а также между гайкой и головкой болта трение затрудняет затяжку болта. Математически это можно представить в следующем виде:

TL = FV x d x mth/(2 x cosr) + FV x dh x mh/2-FV x d x tanf/2

Здесь:

TL = значение равнодействующего усилия на болт после затяжки
FV = значение напряжения в болте
d = значение диаметрального шага резьбы
dh = значение действительного диаметра головки
f = значение винтового угла резьбы
r = значение резьбового полуугла (согласно резьбовому стандарту ISO - 30 градусов)
mth = значение коэффициента резьбового трения
mh = значение коэффициента трения между прилегающей поверхностью и головкой болта (при неподвижной гайке)

Когда на резьбовое соединение воздействуют переменные нагрузки или вибрация, снижается вызванный трением эффект блокировки, что позволяет гайке скользить по резьбе свободно, уменьшая силу сцепления. Вибрационные воздействия могут быть в поперечном или продольном направлении, а также комбинированными, действующими в обоих направлениях. Наибольшую опасность представляют поперечные вибрации и знакопеременные горизонтальные нагрузки. Они довольно быстро приводят к ослаблению обычных незафиксированных резьбовых соединений. При чередовании продольных вибраций и осевых нагрузок ослабление резьбовых соединений менее значительно.

О предотвращении самоотвинчивания

Перечисленные далее методы препятствуют процессу самоотвинчивания в стандартных резьбовых соединениях.

Использование шайбы

Этот способ является одним из самых распространенных. Его используют при изготовлении бытовой техники и некоторых типов промышленного оборудования. Он не отличается высокой степенью надежности и предполагает защиту от произвольного раскручивания. На резьбу надевают шайбу из мягкого металла, а после этого закручивают гайку, выжимая ее.

Шайба и гровер

Более надежный способ, практикуемый, а транспортной промышленности. Предохраняет резьбовое соединение от произвольного раскручивания даже при наличии небольшой вибрации. Сначала на резьбу надевают обычную шайбу, а затем гровер. После этого закручивают гайку. Гровер тут служит своеобразной пружиной, создавая напряжение, препятствующее раскручиванию.

Специальная гайка с фиксатором

Метод с использованием специальной гайки нельзя назвать самым эффективным. Однако он имеет место в мировой практике, и используется на некоторых видах производства.

Использование фиксатора резьбы

Состав наносят на место, где будет находиться гайка, после чего ее надевают на резьбу. Это достаточно эффективный способ предотвратить произвольное откручивание, но на его эффективность влияет изменение температуры, повышенная влажность и воздействие активных веществ. Поэтому его область применения ограниченна.

Применение двух или более гаек

Один из самых надежных методов. На резьбу накручивают сразу две гайки. После зажима первой производят отдельное затягивание второй, удерживая первую в исходном положении и даже пытаясь ее немного открутить.

Фиксация с помощью шплинта

Это самый надежный метод, способный выдержать практически любое внешнее воздействие и сильную вибрацию. Его используют на особо ответственных участках. Гайку полностью закручивают. Затем с помощью дрели и тонкого сверла проделывают отверстие, пронизывающее ее вместе с болтом. В полученное отверстие вставляют шпильку, усики которой разгибают, предотвращая выпадение. Такую гайку можно сорвать только при очень сильном вращательном воздействии по направлению резьбы.