{АВКРГЫВЛНИК 1ЫЬЫ>ВЫ\ АЬ.\ V. НИ

На рис. 268 приведены способы завертывания и конструкции завертных элементов резьбовых деталей на примере цилиндрического пальца. Чаще всего деталь завертывают с помощью шестигранников 1, лысок 2 или пазов 3 на цоколе детали. Конструкцию 4 с увеличенным шестигранником на конце пальца применяют, когда необходимо создать упор для деталей, надеваемых на палец.

Если утолщения на пальце нежелательны, то завертные элементы 5 выполняют в виде торцовых пазов под отвертку или пластинчатый ключ, сверлений 6 под рожкоЬый ключ, отверстий 7 под вороток, лысок 8, 9 и шестигранников 10, И, выполненных на цилиндрической поверхности пальца.

При необходимости силовой затяжки деталь завертывают за шлицы треугольного или эвольвентного профиля 12.

Если на детали имеются необходимые по ее функциональному назначению резьбы, наружные 13 или внутренние 14, то последние можно использовать для завертывания с помощью простейших «солдатиков» в виде гайки для наружных резьб и пробки для внутренних. Отвертывание деталей за резьбу требует применения специальных «солдатиков».

Для наружных резьб применяют «солдатик» 15 в виде гайки с двумя поясами резьб, правой и левой. В нижний пояс с левой резьбой ввертывают пробку а. Палец отвертывают вращением пробки против часовой стрелки (смотря сверху). «Солдатик» для внутренних резьб состоит из пробки с правой резьбой, ввертываемой в палец 16. Палец отвертывают вращением против часовой стрелки болта б с левой резьбой.

Если наружная поверхность пальца должна быть гладкой, то прибегают к завертыванию с торца с помощью утопленных завертных элементов - полукруглых пазов / 7 под отвертку (вид 17) или торцовых сверлений 18 под рожковый ключ. Более сильную затяжку обеспечивают внутренний шестигранник /9 и, особенно, внутренние шлицы 20.

Если условия сборки допускают подвод ключа со стороны, противоположной направлению завертывания, то деталь можно завернуть за внутренний шестигранник или четырехгранник, выполненный в нарезном хвостовике пальца 21. При резьбах малого диаметра хвостовик снабжают наружным четырехгранником 22.

Детали 23, на которых нельзя выполнить завертных элементов, ввертывают за гладкую цилиндрическую поверхность с помощью цепных ключей, ключей с эксцентриковыми за-

жимами или с роликовыми муфтами 24 свободного хода. Применение этих ключей может вызвать вмятины на детали, особенно если твердость ее недостаточна. Не портят поверхности детали фрикционные ключи, например цанговые 25 с затяжкой цанги независимым винтом.

Мерный захват обеспечивают самозатягивающиеся ключи с цангой 26, ввернутой в тело ключа на резьбе, правой для завертывания и левой для отвертывания.

Гладкие стержни завертывают также гидро-пластовыми ключами, пневматическими и вакуумными зажимами. Трубчатые детали завертывают за торцовые пазы 27, отверстия 28 под рожковый ключ или, если допускает прочность стенок, фрикционными ключами.

Тонкостенные трубчатые детали можно завернуть фрикционными ключами, предварительно установив во внутренней полости трубы временные вкладки по посадке H7/js6. Удобнее цанговые ключи, наружные с центральным разгружающим пальцем 29 и внутренние с разгружающей втулкой 30. Разгружающие элементы устанавливают в трубе по посадке H7/j,6.

N ИРОЧНЕНИЕ PKtbhOhblX

сомингнии

Материалы. Изготовление. Крепежные детали рядового назначения изготовляют из углеродистых (Оо 2 = 4(Ю МПа) или хромистых (Oq 2 = 700 МПа) сталей. Оптимальное содержание углерода в углеродистых и низколегированных сталях 0,4-0,45%. Термическая обработка: закалка в масло с 750-800°С, отпуск на сорбит (HRC 35 - 40). Нагрев под закалку ведут в нейтральной атмосфере, вакууме или расплавленных синтетических шлаках во избежание окисления и обезуглероживания, резко снижающих циклическую прочность. Для изготовления ответственных болтов применяют хромансили типа ЗОХГС; 40ХГС (оо 2 = = 900-1100 МПа). В наиболее нагруженных соединениях применяют Сг -Мо стали или Ni-Cr~W стали (а = 1200 1500 МПа).

Используют вакуумированные полилегированные стали, подвергаемые термомеханической обработке, и мартенситно-стареющие стали (оо.2 = 1800 2200 МПа).

В соединениях, работающих в агрессивных средах, применяют коррозионно-стойкие стали, а в соединениях, подвергающихся действию высоких температур, - жаропрочные Стали. Широко применяются болты из титановых сплавов, обладающих высокой прочностью (Оо 2 = 800 -ь 1200 МПа) при малой плотности. Вследствие низкого модуля упруго-

Рнс. 268. Завертывание резьбовых деталей

сти (£ = 12,5 10* МПа) жесткость болтов из титановых сплавов при прочих равных условиях примерно на 40 % меньше, чем стальных. Для изготовления болтов используют преимущественно сплавы 6A1-4V (ВТ6С); 5Al-2,5Sn (ВТ5-1), а для болтов, подвергаемых холодной высалке. сплавы 3Al-13V-llCr и др.

Технология изготовления циклически нагруженных болтов должна отвечать двум условиям: 1) предотвращать перерезание волокон материала в процессе механической обработки, 2) создавать в наиболее напряженных участках остаточные напряжения сжатия.

Высокопрочные болты изготовляют преимущественно методами холодной пластической деформации. Наиболее рациональна следующая схема: высадка головки - редуцирование стержня на ротационно-ковочной машине - механическая обработка - термическая обработка - обкатывание резьбы и галтелей на участках переходов. При достаточно высокой пластичности материала (8 > 5 %) механическую обработку резьбы за.меняют выдавливанием (накатыванием) резьбы в холодном состоянии накатными роликами, а на гайках - с помощью бесстружечных уплотняющих метчиков, что обеспечивает наиболее благоприятное расположение волокон в витках резьбы.

Повышение несущей способности. Несущую способность болтовых соединений можно значительно повысить рациональным выбором силы затяжки, а также соотношения податливости болтов и стягиваемых деталей (см. разд. 7). Затяжка, увеличивая среднее напряжение цикла, снижает коэффициент амплитуды а и уменьшает переменную составляющую нагрузки, хотя и за счет повышения статической. При достаточно сильной затяжке нагрузка почти полностью статическая. Для предотвращения релаксации следует снижать напряжения: растяжения в стержне болта, смятия на опорных поверхностях, смятия и изгиба в витках резьбы. Напряжения в резьбе уменьшают увеличением диаметра резьбы и высоты гайки.

Критической высотой гайки называют активную высоту гайки (за вычетом фасок и у корончатых гаек пазов под шплинты), при которой достигается равнопрочность резьбы и гладкой части стержня на разрыв. Если высота гайки меньше критической, то разрыв происходит по нижнему (ближайшему к опорной поверхности гайки) витку резьбы, а если больше, то по гладкой части стержня. Критическая высота зависит от отношения d/df, (где d-диаметр резьбы; d ~ Диаметр стержня) и относительного шага резьбы s/d; по опытным данным, колеблется в пределах (0,8 -l,25)d (нижние значения относятся к большим величинам d/do и s/d, верхние - к малым).

Целесообразно, однако, отступить от условия равнопрочности на разрыв и для снижения напряжений смятия и изгиба витков увеличивать высоту гайки до (1,5 -l,6)d, так как пластические деформации в резьбе составляют значительную долю остаточных деформаций болтов под длительной нагрузкой и являются основной причиной ослабления болтовых соединений. Кроме того, высокие гайки удобнее при монтаже и демонтаже. Прочность гайки обычно не лимитирует прочность соединения вследствие меньшего уровня напряжений в гайке.

Для снижения концентрации напряжений в витках болта рекомендуется выполнять впадины между витками с плавными галтелями. Впадина может быть или плоскосрезанной (рис. 269, а), что явно нерационально, или закругленной (рис. 269,6) с радиусом закругления для болта Кб = 0,144s и для гайки Щ = = 0,072s (s - шаг резьбы).

Опытами установлено, что циклическая прочность резьбовых соединений существенно повышается при увеличении до (0,18 -0,22)s при «г = (0,08 0,10)s (рис. 269, в). Для гаек из алюминиевых и титановых сплавов, отличающихся повышенной склонностью к концентрации напряжений, радиус доводят до Rg = 0,3s, Увеличение Rg (Для стальных болтов и гаек)

Рис. 269. Упрочнение резьбовых соединении