Крепежные резьбовые соединения и их детали
Основные и наиболее распространенные типы крепежных резьбовых соединений: болтовое (а), винтовое (б) и шпилечное (в). Детали этих соединений: болты, гайки, винты, шпильки и шайбы. Геометрические формы, размеры, варианты исполнения и технические требования на эти детали и их элементы регламентированы многочисленными стандартами.
Наиболее дешевы и технологически просты болтовые соединения, так как они не требуют нарезания резьбы в соединяемых деталях. Соединения винтами и шпильками применяют в тех случаях, когда одна из соединяемых деталей имеет значительную толщину. Болтовые и шпилечные соединения используют тогда, когда в процессе эксплуатации соединяемые детали подвергаются многократной разборке и сборке.
Детали резьбовых соединений делятся на детали общего назначения и специальные.
Болты общего назначения с шестигранной головкой бывают грубой, нормальной и повышенной точности трех исполнений: без отверстий, с отверстием в стержне и с отверстиями в головке. Стандартами предусмотрены разные варианты конструкций болтов: с уменьшенной шестигранной головкой, с направляющим подголовком, с полукруглой головкой, потайной головкой, усом, квадратным подголовком и др. Кроме того, стандартизованы болты откидные двух типов, служащие для быстрого зажима и освобождения деталей; рым-болты, которые служат для транспортировки тяжелых деталей или изделий, например больших редукторов; болты фундаментные, применяемые для крепления станины или корпуса изделия к фундаменту, болты высокопрочные, болты конические и др.
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 и корончатые. Кроме того, стандартизованы гайки круглые шлицевые и с отверстиями «под ключ», расположенными радиально или на торце, гайки-барашки для завинчивания без ключа, гайки колпачковые, гайки высокопрочные и др.
Винты общего назначения делятся на крепежные и установочные: последние служат для фиксации положения деталей, причем форма и размеры отверстий под установочные винты стандартизованы. Винты в зависимости от формы головок бывают: с полукруглой (а), цилиндрической (6), с цилиндрической скругленной (в), с полупотайной (г), с потайной (д). головками с шестигранным углублением под ключ (е), с крестообразным шлицем под специальную отвертку, с накатанной головкой, с шестигранной и квадратной головками и др. Кроме того, стандартизованы винты самонарезающие для металла и пластмассы, винты невыпадающие и шурупы, служащие для соединения деталей из дерева и мягких пластмасс; в отличие от винтов шурупы имеют острый конический конец и резьбу с крупным шагом.
Стержни крепежных винтов (как и болтов) могут иметь одинаковый по всей длине диаметр, либо быть с уменьшенным диаметром ненарезанной части.
В машиностроении чаще других применяют винты с шестигранными головками, так как они позволяют осуществить ключом большую силу затяжки и удобны при завинчивании и отвинчивании (поворот ключа до перехвата всего на 1/6 оборота).
Шпильки могут иметь ввинчиваемые концы нормальной и повышенной точности с длиной их от d до 2,5d, где d—диаметр шпильки. Конструкция и размеры шпилек стандартизованы.
Концы болтов, винтов и шпилек регламентированы специальным стандартом и показаны на рисунке.
Технические требования на крепежные резьбовые детали стандартизованы и устанавливают для болтов, винтов и шпилек из углеродистых и легированных сталей двенадцать классов прочности в зависимости от значения минимального временного сопротивления и предела текучести стали; для гаек из тех же материалов установлено семь классов прочности.
Шайбы подкладывают под гайки или головки болтов для увеличения опорной площади, уменьшения напряжений смятия и предохранения деталей от задиров. Стальные шайбы цилиндрической формы согласно стандартам изготовляют двух исполнений (без фасок и с одной наружной фаской) и двух классов точности А и С. Кроме того, стандартизованы шайбы увеличенные и уменьшенные, шайбы стопорные с внутренними и наружными зубьями, шайбы косые (для соединения деталей, имеющих уклон), шайбы упорные быстросъемные, шайбы к высокопрочным болтам, шайбы пружинные и др. Для предотвращения изгиба стержня болта или шпильки и перекоса опорных поверхностей применяют сферические шайбы.
