Онлайн-запрос     +7(3952)255-770
 
  Вход на сайт
Главная > Статьи > Методы затяжки резьбового...

Методы затяжки резьбового соединения

Технический уровень и качество крепёжных деталей и соединений, характеристики применяемого инструмента и правильный выбор метода затяжки разъёмного соединения имеют определяющее значение для обеспечения высоких технических характеристик машин, механизмов, строительных конструкций. Надёжность резьбовых соединений — это, в первую очередь, гарантия длительного сохранения усилия предварительной затяжки в период эксплуатации.

Силовые параметры резьбовых соединений. Надёжность крепежа

Основные силовые параметры резьбовых соединений для крепёжных деталей, минимальная разрушающая нагрузка и пробная нагрузка, которая для классов прочности болта 6.8 и выше составляет 74-79% от минимальной разрушающей нагрузки. Пробная нагрузка является контрольной величиной, которую стержневая крепёжная деталь должна выдержать при испытаниях.

Усилие предварительной затяжки (далее – усилие затяжки), на которое производится затяжка резьбового соединения, обычно принимается в пределах 75-80%, в отдельных случаях и 90%, от пробной нагрузки. При этом, в упруго напряжённых элементах крепежа проявляется механизм пластических деформаций, ведущий к убыванию напряжений во времени, и усилие затяжки соединения снижается без каких-либо дополнительных силовых воздействий.

В конструкторской документации указывается усилие предварительной затяжки, или соответствующее значение крутящего момента затяжки. Повреждения в резьбовых соединениях возникают, главным образом, из-за следующих факторов:

  • были неправильно подобраны компоненты соединения;
  • недостаточное, или превышенное усилие затяжки;
  • неравномерное распределение усилия затяжки.

Основными методами затяжки резьбовых соединений являются методы:

  • Приложения крутящего момента;
  • Осевой вытяжки.

В России принят стандарт ОСТ 37.001.031-72 на затяжку резьбовых соединений металлических изделий с номинальными диаметрами резьбы от 6 до 24 им и устанавливающий максимальные и минимальные крутящие моменты затяжки крепежных резьбовых соединений в зависимости от размеров, класса прочности по ГОСТ 1759-70 и класса соединения.

НАЖМИТЕ, ЧТО БЫ ОЗНАКОМИТЬСЯ СО СТАНДАРТОМ ГОСТ 37.001.031-72 И НОРМАМИ ЗАТЯЖКИ

ОЗНАКОМИТЬСЯ СО СТАНДАРТОМ ОСТ 37.001.031-72 И НОРМАМИ ЗАТЯЖКИ

Приказом Управления конструкторских и экспериментальных работ Министерства автомобильной промышленности СССР от "21" декабря 1973 г. № 9 срок введения установлен

с "1" июня 1975 г.

1. Настоящий отраслевой стандарт распространяется на затяжку резьбовых соединений металлических изделий с номинальными диаметрами резьбы от 6 до 24 им и устанавливает максимальные и минимальные крутящие моменты затяжки крепежных резьбовых соединений в зависимости от размеров, класса прочности по ГОСТ 1759-70 и класса соединения по ОСТ 37.001.031-72.

Стандарт не распространяется на затяжку соединений с винтами, самостопорящимися болтами и гайками.

2. Максимальный крутящий момент соединения, резьба которого не имеет покрытия и смазки и специально не обезжирена, а также соединений общего назначения и малоответственных (согласно ОСТ 37.001.031-72) при наличии покрытия, выбирается по таблице.

Примечание: Величины моментов для ответственных и особо ответственных соединений, указанные в таблице, могут быть скорректированы в зависимости от применяемых покрытий. В случае применения смазок при сборке величины моментов, указанные в таблице, должны быть уменьшены в зависимости от применяемых смазок*

Величина коррекции определяется экспериментально и, округляется до ближайшей величины по ОСТ 37.001.031-72.

3. По выбранному максимальному моменту затяжки резьбового соединения и классу соединения по таблице рядов крутящих моментов ОСТ 37.001.031-72 определяется минимальный момент затяжки.

Максимальные крутящие затяжки соединений*, кгс.м

Номинальный диаметр резьбы Размер «под ключ» S головки, болта (гайки), мм Шаг резьбы**, мм Классы прочности по ГОСТ 1759-70
Болт
5.8 6.8 8.8 10.9 12.9
Гайка
4;5;6 5;6 6;8 8;10 10;12
6 10 1 0,5 0,8 1,0 1,25 1,6
8 12 - 14 1,25 1,6 1,8 2,5 3,6 4,0
10 14 - 17 1,25 3,2 3,6 5,6 7,0 9,0
12 17 - 19 1,25 5,6 6,2 10,0 12,5 16,0
14 19 - 22 1.5 8,0 10,0 16,0 20,0 25,0
16 22 - 24 1,5 11,0 14,0 22,0 32,0 36,0
18 24 - 27 1,5 16,0 20,0 32,0 44,0 50,0
20 27 - 30 1,5 22,0 28,0 50,0 62,0 70,0
22 30 - 32 1,5 28,0 36,0 62,0 80,0 90,0
24 32 - 36 1,5 36,0 44,0 80,0 100,0 -

*Величины моментов, указанные в таблице, действительны также при завинчивании болтов "в тело" при соблюдении рекомендаций по длине свинчивания по ГОСТ 11765-66 и ГОСТ 11766-66.

**При применении резьбовых соединений с крупным шагом момент затяжки назначается по этой же таблице. При применении резьбовых соединений с более мелким шагом момент определяется разработчиком конструкции.

4. Максимальные в минимальные крутящие моменты затяжки для крепежных резьбовых соединений:

  • особо ответственных деталей;
  • пакетов пружинящих деталей (рессоры и др.); а также деталей с амортизационными прокладками;
  • работающих в специальных условиях нагрузки (регулировочные, стопорные и др.);
  • деталей из цветных металлов и сплавов,
  • деталей из других материалов (в том числе изоляционных);
  • соединений трубопроводов и "полых" болтов;
  • конусных деталей;

устанавливаются разработчиком конструкции на основании соответствующих расчетов и экспериментов, и не должны быть выше значений, выбранных по п.п. 2 и 3 настоящего стандарта.

Примечание. Допускается занижение величины крутящего момента в обоснованных случаях, когда применяется крепежная деталь (с целью унификации или сокращения номенклатуры) более прочная, чем требуется по условиям работы.

5. Величины максимального и минимального моментов затяжки для завинчивания шпильки "в тело" принимаются равными половине соответствующих моментов для затяжки болта (гайки), имеющего одинаковые размеры резьбы, покрытие и смазку.

6. В случае, если в чертеже или технических условиях не оговорены крутящие моменты затяжки, максимальный момент затяжки выбирается по таблице настоящего стандарта, а минимальный принимается для третьего класса соединения по ОСТ 37.001.031-72.

При этом в чертеже или технических условиях должна быть надпись: "Неуказанные нормы затяжки резьбовых соединений по ОСТ 37.001.050-73".

Примечание. Для резьб более М24 при отсутствии указаний о моменте затяжки принимаются моменты, установленные для резьбы М24.

Метод приложения крутящего момента

Гидравлический гайковерт
Динамометрический ключ
Ручной мультипликатор
Пневматический мультипликатор
Электрический мультипликатор
Гайкорезы гидравлические

Наиболее распространенный метод затяжки резьбовых соединений. Он заключается в создании на гайке (болте) крутящего момента (момента силы), обеспечивающего необходимое усилие затяжки. Главное преимущество этого метода в том, что для его осуществления существует большая номенклатура профессионального инструмента с ручным, пневматическим, гидравлическим, электрическим приводом:

Если усилие затяжки мало, под действием изменяющейся нагрузки резьбовое соединение будет быстро повреждаться. Если усилие затяжки велико, процесс затяжки может привести к разрушению компонентов соединения. Следовательно, надежность резьбового соединения зависит от правильности выбора усилия затяжки и, соответственно, необходим постоянный контроль крутящего момента на гайке.

Крутящий момент косвенно характеризует величину усилия затяжки. Для правильно сконструированного соединения и при контроле крутящего момента, этот метод является удовлетворительным в большинстве случаев. В ответственных резьбовых соединениях необходимы прямые и более точные методы определения усилия затяжки, которые способствуют снижению величины отклонения предельного (остаточного) усилия затяжки от номинального. Эти методы основаны либо на непосредственном контроле усилия затяжки, либо на контроле угла поворота гайки, либо на измерении величины растяжения шпильки.

В конечном счете, самое важное — это усилие затяжки резьбового соединения.

В технической документации указывается требуемое усилие затяжки (кН). Однако, после нескольких циклов разборки и сборки соединений, при ремонте, после длительной эксплуатации произойдут неучтенные изменения в характеристиках резьбового соединения.

Требуемый момент затяжки конкретного соединения зависит от нескольких переменных:

  1. коэффициент трения между гайкой и шпилькой;
  2. коэффициент трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;
  3. качество и геометрия резьбы, класс прочности болта.

Наибольшее значение имеет трение в резьбе между гайкой и шпилькой, а также гайкой и деталью. При практически сухом трении, грубой поверхности и усадке материала, потери на трение могут быть такими большими, что при затяжке на непосредственно напряжение соединения останется не более 10% момента. Остальные 90% уходят на преодоление сопротивления трения и усадку. Таким образом, хотя соединение будет считаться затянутым, таковым оно являться не будет. Система гайковерта будет показывать требуемый момент, но требуемое усилие затяжки соединения не будет достигнуто. При эксплуатации, на резьбовое соединение воздействуют нагрузки, вибрация, велик риск ослабления соединения и как результат — авария. Коэффициент трения можно снизить, используя масло, но не чрезмерно, т.к. при этом велика опасность превышения усилия затяжки, что может привести к разрушению шпильки.

При откручивании гаек требуется крутящий момент в 1,3-1,5 большей величины, чем при затяжке. Это объясняется коррозией резьбового соединения, взаимным проникновением материалов болта и гайки в зоне резьбы под действием длительной нагрузки. При откручивании прокорродированных и закрашенных соединений, часто требуется инструмент с моментом в 2 раза больше. В таких случаях лучше использовать специальные средства для разрушения продуктов коррозии. Это снизит трение, и, соответственно, силы воздействующие на инструмент, продлевая его ресурс. В безнадежных ситуациях следует использовать специальный инструмент для удаления гайки — гайкорезы гидравлические .

Общее правило выбора крутящего момента инструмента с запасом, как минимум, 30%!

Метод осевой вытяжки шпильки (болта)

Тензорный домкрат (шпильконатяжитель)
Гидравлическая гайка
Шпильковерт

Принципиальным отличием этого метода является то, что усилие прикладывается не к гайке, а к шпильке (болту) с применением:

Метод заключается в предварительном растяжении болта (шпильки) с усилием, равным требуемому усилию затяжки, последующим закручиванием гайки от руки до упора в опорную поверхность и снятием нагрузки с болта сбрасыванием гидравлического давления, после чего соединение получает заданное усилие затяжки. Шпилька (болт) должны выступать над гайкой не менее чем на 0,8d, где d-диаметр шпильки. Основным преимуществом такого способа затяжки является отсутствие потерь на трение с сопрягаемой поверхностью и в резьбе. Таким образом, примерно 70% от затрачиваемого усилия расходуются на осуществление полезной работы по затяжке резьбового соединения; около 30% теряется на деформацию микронеровностей сопрягаемых поверхностей, витков резьбы, усадку и пр.

Метод предварительного осевого растяжения шпильки с применением гидравлических тензорных домкратов обеспечивает высокое качество сборки: точность усилия затяжки, равномерность приложения усилия, синхронность затяжки сложных соединений.

Для большей точности рекомендуется прилагать усилие к болту и завинчивать гайку дважды. При первом нагружении достигается компенсация зазоров, деформация микронеровностей поверхностей и равномерное распределение нагрузки. Второе нагружение, главным образом, обеспечивает необходимую точность конечного усилия затяжки соединения.

Этот метод затяжки наиболее подходит там, где требования к точности и к качеству получаемого соединений высоки.

Для монтажа и демонтажа шпилечных соединений применяются шпильковерты

Пружинные балансиры

Пружинный балансир

Пружинные балансиры, действуя как противовесы, предназначены для повышения производительности и облегчения труда при работе с ручным инструментом, особенно с тяжёлым, и при работе на поточных линиях.

Применяются для подвешивания, центрирования, перемещения, фиксирования ручного инструмента и различных деталей.

Освобождают оператора от тяжёлой, утомительной работы, экономят рабочее пространство, предотвращают аварийные ситуации.

 


 

Компания  «Энерпром»     производит и поставляет наиболее полный ассортимент оборудования и инструмента для затяжки резьбовых соединений. Ознакомиться с каталогом вы можете разделе:  « Инструмент для работы с резьбовыми соединениями» 

 +7(3952)255-770 
enerprom@enerprom.ru  Онлайн-запрос
В вашем браузере отключена поддержка Jasvscript. Работа в таком режиме затруднительна.
Пожалуйста, включите в браузере режим "Javascript - разрешено"!
Если Вы не знаете как это сделать, обратитесь к системному администратору.
Вы используете устаревшую версию браузера.
Отображение страниц сайта с этим браузером проблематична.
Пожалуйста, обновите версию браузера!
Если Вы не знаете как это сделать, обратитесь к системному администратору.