Удерживающие элементы — запирающее оборудование

27.10.2021 Крепежи, Разное

При выборе размеров и спецификации крепежа большую часть времени мы тратим на оценку условий отказа узла крепления при физической нагрузке. Мы используем технические данные, чтобы определить, сломается ли крепеж, потрескается, изнашивается, растягивается или разрушается во время использования. Все способы, которыми мы исследуем эти типы повреждений материалов, основаны на предположении, что сам узел крепежа полностью соединен. Другими словами, мы предполагаем, что болт и гайка остаются такими же затянутыми, как и в день их установки. Введите удерживающие застежки.

Что ж, мы знаем из практического опыта, что иногда гайки откручиваются, а болты выпадают. Когда фактически крепежное соединение ослабляется и разбирается, это не результат напряжения или деформации, а результат вибрации или колебаний. Как дизайнеры решают проблему сохранения целостности узла крепления при вибрации? Ответ заключается в добавлении удерживающего элемента к суставу. В этой статье мы рассмотрим распространенные удерживающие крепежи, также известные как крепежные элементы с «свободным ходом» и «с преобладающим крутящим моментом».

Сохранение свободного стиля

Самоблокирующиеся застежки под нагрузкой, также известные как «свободно вращающиеся» застежки, представляют собой первую категорию удерживающего оборудования, которое помогает бороться с ослаблением соединения застежки, вызванным вибрацией. Эти решения дополняют или заменяют ваши обычные крепежные аксессуары, такие как гайки и шайбы. Они свободно вставляются в сборку и добавляют конструктивный элемент, который предотвращает ослабление компрессионного компонента (например, гайки) после установки. Ниже приведены наиболее распространенные варианты бесплатного стиля:

Тип фиксирующей застежки	Описание
Контргайка	Контргайка, похожая на обычную шестигранную гайку, имеет более тонкий профиль, контргайка помещается на болт после шестигранной гайки, так что две гайки прижимаются друг к другу, удерживая первичную шестигранную гайку на месте, не позволяя ослабить ее.
Castle Nut	Подобно обычной шестигранной гайке с канавками, прорезанными с одной стороны, корончатая гайка наматывается на болт, совмещая канавки с отверстием, просверленным в корпусе болта. Через паз и отверстие вставляется шплинт или проволока, фиксируя гайку на месте.
Стопорная шайба	Стопорная шайба помещается под шестигранную гайку узла либо непосредственно, либо с плоской шайбой против материала, который крепится болтами. Стопорные шайбы создают дополнительное трение и усилие, предназначенные для предотвращения раскручивания гайки, и бывают разных типов. Некоторые стопорные шайбы сдерживают ослабление, добавляя силу сжатия к гайке (например, с разрезными спиральными стопорными шайбами), а другие создают силу натяжения на материал болтов (например, с зубчатыми стопорными шайбами).
Болты / шайбы со встроенной стопорной шайбой	Болты и винты Sems представляют собой стандартные крепежные детали с резьбой, которые имеют стопорную шайбу, постоянно прикрепленную к нижней части их головки. Они действуют так же, как отдельные стопорные шайбы, добавляя силы трения или сжатия для предотвращения ослабления.
Гайки / фиксаторы со стопорной шайбой	Стопорные гайки — это стандартные гайки, которые имеют стопорную шайбу, постоянно прикрепленную к одной стороне гайки. Как и болты Sems, они действуют так же, как отдельные стопорные шайбы, добавляя силы трения или сжатия для предотвращения ослабления.
Зубчатые болты и гайки	Подобно стандартным болтам и гайкам, зубчатые крепежные детали имеют одно торцевое срезание с зубчатыми зубьями, которые входят в зацепление с материалом, закрепляемым болтами, для дополнительного трения.

Преимущество самонакладных креплений заключается в том, что их относительно легко прикрепить к стандартным соединениям без какого-либо дополнительного усложнения конструкции. Некоторые соображения при выборе компонента свободного стиля могут заключаться в том, что они:

Обеспечьте защиту от ослабления только под нагрузкой, т.е. когда болтовое соединение полностью затянуто. Они не приносят никакой пользы, если сустав не затянут или полностью не задействован иным образом.
Может вызвать повреждение материала, закрепляемого болтами, например, зубчатыми гайками и зубчатыми стопорными шайбами.
Имеют относительно низкую удерживающую силу, используются в условиях слабой и умеренной вибрации
Могут потребоваться более длинные болты / винты, например, для установки контргайки.
В значительной степени пригодны для повторного использования без потери производительности, за исключением некоторых типов стопорных шайб, в которых рисунок сжатия сглаживается после установки и / или со временем

Большинство самоблокирующихся застежек легко доступны, и для их уточнения требуются ограниченные технические данные.

Преобладающее сохранение стиля крутящего момента

Там, где свободно вращающиеся крепежные детали используют поверхностное сжатие или силу поверхностного трения для борьбы с ослаблением болтового соединения, другой стиль, известный как крепеж с преобладающим крутящим моментом, использует более строгий подход, добавляя функцию постоянного механического натяга между резьбой для увеличения крутящего момента, необходимого для зацепления. сборка габаритная.

Другими словами, функция свободного хода — это функция, которая «сдвигает» обычные потоки вместе, чтобы заставить их связываться, но работает только тогда, когда сборка полностью затянута. Преобладающая функция крутящего момента — это то, что увеличивает саму резьбу, чтобы увеличить натяжение между резьбами, создавая более высокое трение по всей используемой длине резьбы в обоих направлениях (противодействуя затяжке и ослаблению). Таким образом, преобладающий набор динамометрических креплений требует больше усилий для сборки и разборки и в целом обеспечивает большее сопротивление и меньший риск расшатывания, чем оборудование, работающее на свободном ходу.

Наиболее распространенным примером наиболее распространенных динамометрических креплений является стопорная гайка с нейлоновой вставкой (торговое название: гайка Nylok). Эта гайка имеет нейлоновое кольцо, постоянно заключенное в кожух на одном конце гайки, и кольцо имеет меньший диаметр, чем резьба болта, так что требуется гаечный ключ, чтобы закрутить гайку на болте или снять с него из-за этого положительного натяга. Этот дополнительный или «преобладающий» крутящий момент, необходимый для установки гайки, также служит постоянной связывающей силой, которая удерживает гайку на месте после полной сборки соединения.

Помимо стопорных гаек, в мире крепежа есть множество разработанных запатентованных решений с преобладающим крутящим моментом. Любые возможные средства, с помощью которых можно увеличить натяжение резьбы, являются потенциально преобладающим решением для крутящего момента. Общие подходы и примеры производителей включают:

Патч Poly-Lok от Long-Lok Fasteners Co использует терефталатный составной материал, наносимый в области заплаты на резьбу болта, действуя как фиксирующий полимер, который расширяется и заполняет пространство резьбы между болтом и гайкой.
Цельнометаллические динамометрические гайки от TriState Locknuts Co используют металлическую заднюю крышку уменьшенного диаметра для захвата резьбы болтов так же, как и стопорная гайка с нейлоновым кольцом, но без рисков, связанных с нейлоновым материалом (температурная чувствительность, химические вещества). совместимость и т. д.)
В полосе Long-Lok от Long-Lok Fasteners Co используется продольный паз, прорезанный в резьбе болта, куда вставляется полоса из специального полимерного материала для расширения и заполнения пространства резьбы между болтом и гайкой.

При оценке преобладающих крепежных элементов крутящего момента имейте в виду, что эти типы могут предлагать ограниченное количество повторных использований (разборка и повторная сборка), поскольку функция добавления крутящего момента может изнашиваться или ухудшаться при многократном использовании. Кроме того, поскольку преобладающие крутящие моменты затяжки специально спроектированы для обеспечения более высокого крутящего момента, чем крутящий момент отрыва или ослабления, ожидаемый в вашем приложении, вы захотите включить расчетные значения удерживающего крутящего момента в свою спецификацию.