Разновидности и выбор стопорных гаек

Тема разновидностей и выбора стопорных гаек очень актуальна для любого домашнего мастера. Существуют модификации с кольцом М8 и с буртиком М6, гайки со стопорением других размеров. Чтобы разобраться, что это за крепежи и как их закручивать, изучения ГОСТ недостаточно — придется обратить внимание на другие нюансы и ознакомиться еще с рекомендациями по использованию.

Лучше всего пояснить, что такое стопорная гайка, поможет ее сравнение с обычными образцами. «Классика» при взаимодействии с болтом гарантирует вполне надежное соединение. Но это сохраняется только до появления стабильных интенсивных вибраций. Через какое-то время они нарушают механическое сцепление, и начинается ослабление, откручивание. Теоретически стопор можно обеспечить при помощи контргаек и гроверных шайб.

Вот почему стопорные (самоконтрящиеся) гайки востребованы очень широко, и значимость их с годами только вырастает. Существует довольно много видов такого крепежа. Выпуск стопорных гаек в России регулируется нормами ГОСТ.

Так, шестигранные стальные гайки с автоматическим стопорением должны отвечать ГОСТ Р 50271-92. Изделия без гальванического покрытия рассчитываются на температуру от – 50 до 300 градусов. При наличии гальванопокрытия предельно допустимый нагрев составляет 230 градусов. Если в гайке есть вставки из неметаллических материалов, критический уровень температуры — 120 градусов. Стандарт нормирует:

• напряжение при пробной нагрузке;

• уровень твердости по шкале Виккерса;

• уровень твердости по шкале Роквелла;

• величину крутящего момента.

Самостопорящиеся гайки могут сберечь преобладающий крутящий момент даже при многочисленных закручиваниях и откручиваниях. Нормируются также химические составы применяемых сталей. Вставки гаек, отвечающие за преобладающий крутящий момент, нельзя делать из стальных сплавов — для этой цели нужны совсем другие материалы. Стандарту соответствуют и крепежи из автоматной стали (если ее использование не нарушает соглашение о поставке). Наибольшее содержание серы в гаечной стали должно составлять 0,24%.

Нормативный акт строго запрещает использование материала с водородной хрупкостью. Это особенно важно при нанесении специальных покрытий.

В стандарте жестко расписаны температурные требования при эксплуатации — стабильное использование при температуре воздуха от + 10 до + 35 градусов. При необходимости может производиться дополнительное исследование этих свойств посредством натурного испытания. Стандарт охватывает самостопорящиеся гайки из цельного металла или с неметаллическими элементами, которые имеют:

• треугольную нарезку ИСО 68-1;

• сочетания диаметров и шагов, прописанные в ИСО 261 и ИСО 262;

• большой промежуток нарезов (М3 — М39);

• малый промежуток нарезов (М8х1 — М39х3).

В одном из вариантов применяется метод «натяга». Резьба имеет некоторый положительный допуск. Когда деталь закручивают, в промежутке между витками создается интенсивное трение. Оно-то и фиксирует крепеж на болтовом стержне; соединение не потеряет стабильности даже при мощной вибрации.

Некоторые версии поставляются с кольцом из нейлона. Обычно их размер колеблется от М4 до М16. Крепеж со вставкой может иметь прочное либо особо прочное исполнение. Чаще всего предполагается применение в связке с болтом (винтом). В некоторых случаях практикуется дополнительное оснащение шайбой; ее роль — сокращение опасности раскручивания соединения.

Иногда самостопорящаяся гайка имеет фланец — ее легко распознать по шестигранной форме. Существуют еще и версии с буртом, который дополнительно помогает стопорению. Что касается размеров, то тут все просто и строго:

• М6 — высотой от 4,7 до 5 мм, высота захвата для ключа – не менее 3,7 мм;

• М8 — с шагом нарезов 1 либо 1,25 мм (второй вариант стандартный, прочие габариты указываются в заказе и в маркировке);

• М10 — нормативной высотой от 0,764 до 0,8 см, при наименьшем уровне ключевого захвата 0,611 см.

Очевидно, что стопорные гайки востребованы почти в любой сфере, где нужна надежность, несмотря на мощные продолжительные вибрационные колебания. Особо важны они в летательных аппаратах. Найти массу самоконтрящихся гаек можно в любом самолете, вертолете и даже во многих крупных БПЛА. Разумеется, такие изделия очень широкое применяются еще и в автомобилестроении. Но самостопорящиеся гайки используют еще и при производстве строительных вибротрамбовок и отбойных молотков, целого ряда другого оборудования.

Цельнометаллические изделия хороши там, где допустимо небольшое локальное искажение резьбы. Полезно интересоваться, произведено ли обжатие радиальным методом, осевым способом, под углом к осевой резьбе с торца или под углом к ней же с торцевого выступа. Что касается моделей с резьбовой вставкой пружинного типа, то они оснащаются обжатым витком, что гарантирует эластичность и надежность зажима крепежа. Все такие изделия должны иметь моменты ввинчивания и вывинчивания сообразно предписаниям ISO 2320. Наличие фланца можно только приветствовать — он повышает общую надежность.

Измерять затягивающее усилие можно только приборами с погрешностью максимум 5%. Разумеется, все результаты замеров сверяют с нормативными документами и сопроводительными материалами на продукцию. Стоит учесть, что модели гаек с зубчатым опорным торцом на фланце вовсе лишены преобладающего момента. Чтобы они работали эффективно, требуется точное соответствие по размеру присоединяемой детали.

Описанный тип, как и крепеж с невыпадающей зубчатой шайбой, не отражается никакими стандартами. Оценка их стопорящих свойств производится по итогам стендовых испытаний. В любом случае надо требовать сертификат соответствия ISO 2320. Разумеется, обращаться надо только к проверенным фирмам, в идеале — к непосредственным производителям и их партнерам. Размер крепежа подбирают с учетом решаемой задачи.

Стопорные гайки модификаций КМТ (КМТА) могут использоваться в условиях, когда важны:

• максимальная точность;

• простота сборки;

• надежность фиксации;

• регулировка (компенсация) угловых отклонений у сопрягаемых деталей.

Особо точные стопорные гайки КМТ (КМТА) оборудуются 3 штифтами, расстояние между которыми одинаково. Эти-то штифты и надо затягивать (закручивать) вместе с винтами, чтобы закрепить гайку на валу. Торец каждого штифта механически обрабатывается под резьбу вала. Такие гайки, однако, не могут использоваться на валах, имеющих пазы в резьбе, а также на закрепляющих втулках.

Скорость закручивания самостопорящихся гаек должна быть одинакова, но при этом не превышать 30 витков за минуту. Необходимо помнить, что расчетный крутящий момент может не обеспечивать требуемое притягивающее усилие. Причина — выраженный разброс коэффициента силы трения. Вывод очевиден: ответственные соединения надо создавать только при тщательном контроле прикладываемой силы. И, разумеется, следует учитывать рекомендации изготовителей.

О гайках и особенностях их монтажа смотрите далее.