Кріплення на болти, гвинти та гайки забезпечує роз'ємне, міцне та надійне з'єднання деталей з будь-якого матеріалу. Але, у такої сполуки є характерна особливість - під впливом вібрації, тиску, перепадів температури та поштовхів, вони спочатку слабшають, а потім розкручуються. Порушення стикування веде до мимовільного розбирання конструкції, що може призвести до наслідків найрізноманітнішого масштабу. Найбільшою подією, спричиненою відкручуванням гайки з кермового механізму, було падіння пасажирського авіалайнера.

З метою усунення такого дефекту конструкторами були проведені розробки, результатом яких став винахід безлічі пристроїв, що запобігають мимовільному розкручування різьбових з'єднань. За різних принципів дії - стопоріння, пружність, тертя, вони успішно виконують свої завдання. Такі невеликі, на перший погляд пристрої, істотно вплинули на підвищення безпеки інженерних споруд, транспортних засобів і навіть побутової техніки.

 

Як діють гайки, що самоконтрятся.

 

 

 

Відповідно до найменуванням такі вироби є автономними, тобто не потребують будь-яких доповнень для досягнення повної статичності. Пристрій для фіксації є невід'ємною частиною виробу та активується у процесі закручування.

Існує велика кількість моделей самозатискних гайок, які блокуються на різьбленні за рахунок стиснення певних частин корпусу чи витків. Внаслідок вимушеної деформації виникають такі фактори, як тертя та тиск, що не дає з'єднанню розійтися при впливі на нього зовнішніх факторів.

 

Що таке гайки з переважаючим моментом, що крутить?

 

Це загальноприйнята назва, яку використовують інженери та будівельники по всьому світу. Принцип дії полягає у відсутності вільного руху гайки по різьбленню, не тільки довільно за звичайних умов експлуатації, але й під навантаженням зусиль, що додаються.

Суть технології в щільному і несиметричному поєднанні витків різьблення деталей, що з'єднуються. Тобто, у міру закручування зчеплення деталей кріплення зростає настільки, що в ньому практично не залишається слабини. Так, щоб зібрати та розібрати вузол, потрібно докласти настільки великого зусилля, яке неможливо відтворити за звичайних умов або створити побутовими інструментами.

З цієї причини опір кручення отримав класифікацію «переважання крутного моменту». Опір може виникати через тертя полімерної вставки або стискання металу у витках. Вибір робиться виходячи з вимог, що пред'являються до кріплення, та умов його майбутньої експлуатації.

 

Перевага перед гайками вільного ходу

 

Гайки, що прикручуються без внутрішнього опору, фіксуються на кінцевій точці кріплення за допомогою зубців на внутрішній стороні або стопорних шайб різного принципу дії. Такі конструкції успішно протистоять вібрації та усадці матеріалу, але тільки до моменту застосування до них механічного впливу. Після зсуву з мертвої точки шайба набуває рухливість, а за наявності відповідних умов може зовсім зійти з болта.

У вузлі з переважним моментом, що крутить, такого недоліку немає. Незалежно від кількості примусово зроблених оборотів, шайба залишиться в одному положенні. Воно не зміниться навіть за тривалої та інтенсивної вібрації.

 

Особливості гайок суцільнометалевих та з нейлоновим кільцем

 

У продажу представлений широкий асортимент гайок, що самоконтрятся, з ефектом переважаючого крутного моменту. При відмінностях у розмірі та складі матеріалів виготовлення, вироби виробляються за двома основними технологіями відповідно до певних стандартів.

Так, серед фахівців прийнято виділяти гайки:

 

• з полімерною вставкою
• суцільнометалеві

 

 

 

 

Пристрій з пластиковими наповнювачами являють собою циліндр з внутрішнім різьбленням, усередині якого запресовано пружне кільце з нейлону. При прокручуванні такої гайки по витках болта воно створює значний опір, що перешкоджає обертанню. Виріб багаторазовий, забезпечує герметичність у місці стику. Після демонтажу полімер повертається до вихідного обсягу та форми. Нейлон зберігає свої робочі характеристики у разі підвищення температури до + 120ºС.

 

 

 

 

 

Ціліснометалеві гайки вставок не мають. Самостопоріння досягається силою пружності металу при деформації від прикладеного при закручуванні навантаження. В результаті повністю виключається мимовільний рух гайок, оскільки поріг переважаючого моменту, що крутить, набагато вище, ніж всі існуючі зовнішні фактори. Що ж до гранично допустимої температури, вона становить понад + 120ºС.

Приділивши увагу пристрою і перевагам двох типів гайок, що самостопоряться, слід вказати і їх слабкі сторони:

Цільнометалеві при несприйнятливості до нагрівання та хімічних реагентів, мають обмежений ресурс через стирання, є певні складнощі щодо їх накручування на довгі шпильки.

Шайби з полімерною вставкою коштує дорожче, перед встановленням слід враховувати умови експлуатації виробу в плані температурного діапазону та можливості контакту з агресивними речовинами.

 

Деформовані суцільнометалеві гайки

 

Суворих стандартів та єдиної класифікації щодо самоконтних гайок не існує. Це дає певну свободу творчості виробникам, які виготовляють та постачають у торговельну мережу металовироби, що мають різні принципи дії, включаючи параметри виробів та їх виконавчих елементів.

 

Сьогодні найбільш популярними та поширеними є гайки такої конструкції:

 

• Викривлення на різьбленні: Частина витків робиться з меншим кроком або кутом нахилу. У результаті такій ділянці відбувається заклинювання різьблення. Створений опір можна подолати тільки навантаженням, що додається ззовні, найчастіше з використанням важеля або потужних електричних інструментів.
• Надання виробу форми овалу: різьблення всередині зроблено з розширенням до однієї сторони. При накручуванні після входження в контакт з витками стрижня болта гайка набуває круглої форми, а сила пружності забезпечує високу силу стиснення, а відповідно і міцну статичну фіксацію.
• Виступи за трьома точками: Сама гайка має правильний круглий внутрішній переріз. Посилення тертя забезпечується точковими порушеннями симетрії верхній ділянці різьблення чи бортика. Крутити такі вироби легше, але вони не рухаються від вібрації.
• Деформація корпусу: У таких виробах різьблення рівне, але самі вони мають звуження по центру, що і забезпечує щільний контакт зі стрижнем.
• Зі сталевою вставкою: У ​​різьблення на етапі виробництва вставляється тонке кільце з твердої сталі. Після приєднання гайки воно забезпечує високий внутрішній тиск і робить мимовільне або випадкове відкручування.

 

Діючі стандарти гайок, що самоконтряться:

 

• DIN 980, 982, 985, 986, 6924, 6925, 6926, 6927
• ISO 7040, 7042-7044, 7719-7720, 10511-10513
• EN 1663, 1664, 1666, 1667
• ГОСТ Р 50271-92, Р 50272-92, Р 50273-92

 

У продажу представлені й інші моделі гайок, що самоконтряться, які ще не пройшли процедуру стандартизації. Тому слід моніторити ринок у пошуках виробів з новою, можливо більш цікавою та перспективною конструкцією. Визначення технічних характеристик для встановлення сфери їх застосування визначається зусиллями, які слід докласти на етапах першого закручування та п'ятнадцятого відкручування.

 

В Україні діють такі нормативи гайок, що самостопоряться:

 

 

 

 

 

Як визначається орієнтація стопорних гайок під час монтажу

Від правильності вибору положення деталей кріпильного вузла багато в чому залежить як міцність фіксації деталей, а й можливість самого монтажу.

 

• Гайки з полімерною вставкою прикручуються вільною стороною вниз.
• Ціліснометалеві вироби встановлюються на стрижень деформованою частиною догори.
• Деталі, де відповідальне місце посередині, можуть прикручуватися будь-якою стороною.

 

Питання про повторне використання гайок, що самостопоряться.

 

Виробники рекламую свою продукцію як багаторазову, наводячи на користь такого висловлювання цілком переконливі з технічного боку аргументи. Серед практиків думка з цього приводу неоднозначно, чому також є вагомі причини.

Капронова вставка в теорії відновлює свою форму після демонтажу, що уможливлює повторне застосування гайки. Але є ряд факторів, які необхідно враховувати при черговій установці виробу. Полімер у будь-якому випадку стирається при терті про метал, при тривалому перебуванні в стислому стані знижується ступінь пружності, виникає усадка. У кожному разі слід перевіряти наявність ознак зносу. Вибір робиться зважаючи на важливість з'єднання. Наприклад, у літаках вторинні вироби не встановлюються.

Ексцентрикові елементи в суцільнометалевих гайках практично не стираються, але первісну форму не набувають навіть моделей із центральними замками. Кожен наступний цикл знижує величину переважаючого моменту, що крутить, а відповідно і надійність кріплення.

 

Приймаючи рішення про вибір моделі гайки та способу її монтажу, слід враховувати рекомендації виробників та досвід майстрів у даній сфері:

 

• Вивчати правила мастила і вибору моменту, що крутить, який значно відрізняється від нормативів для ковзаючих моделей.
• Не використовувати повторно вироби з перекошеним різьбленням. У ході встановлення та зняття в них відбувається формування витків, що відповідає формі шпильки. Тобто на виході виходить звичайна гайка.
• Використовуйте для кріплення болти з мінімально допустимою довжиною стрижня. Чим більший хід гайки по різьбленню, тим вище її зношування, деформація та міцність фіксації в кінцевій точці.

 

Також слід порівнювати міцність сталі на деталях. У болтів вона має бути вищою, щоб деформувалася гайка, а не стрижень.

 

Де застосовуються самоконтрольні гайки?

 

Самостійні гайки застосовуються у всіх пристроях, де є частини, що рухаються, і присутня вібрація. Так, завдяки своїм унікальним технічним характеристикам вироби затребувані у виготовленні водних, повітряних, наземних транспортних засобів, космічних апаратів, промислового обладнання, побутової техніки. Звертають увагу на контргайки та компанії, що спеціалізуються на виробництві якісних товарів широкого вжитку. Як приклад – дитячі коляски, іграшки, моделі техніки, велосипеди.

Застосування гайок, що самостопяться, дає можливість домагатися створення надійного з'єднання різних деталей без використання додаткових прокладок, а також повністю виключити ймовірність мимовільного ослаблення і розкручування вузла кріплення.