Правила конструирования резьбовых соединений

Правила конструирования резьбовых соединений

Правила конструирования резьбовых соединений. Резьба в силовых соединениях должна быть затянута. Незатянутые резьбовые соединения быстро выходят из строя, особенно в условиях циклических и динамических нагрузок вследствие разбивания, наклепа, а иногда и сваривания.

Конструкция клапанной тарелки, ввернутой на резьбе в шток клапана (рис. 261, а), неработоспособна. Под действием сил и изгибающих моментов при набегании приводного кулачка на тарелку резьбовое соединение выходит из строя. Кроме того, посадка резьбовых деталей с зазором не обеспечивает точной фиксации тарелки относительно штока. Удлинение резьбового пояска (рис. 261, б) лишь отчасти устраняет эти недостатки. Целесообразнее затягивать резьбовое соединение контргайкой (рис. 261, в). Аналогичный пример приведен на рис. 261, г и д (тендер).

Затяжка резьбовых соединений

Резьбовые соединения обычной точности негерметичны. В случае применения резьб в полостях, содержащих газы или жидкость под давлением, следует предусматривать меры против утечки через резьбу. Установки прокладок под гайки (рис. 262, а) недостаточно (жидкость просачивается по виткам резьбы). В таких случаях следует применять колпачковые гайки (рис. 262, б) или устанавливать под гайки втулки со вставками из упругого материала (резины, пластиков), уплотняющего соединение по гладкому цилиндрическому пояску на болте (рис. 262, в).

Недопустимо устанавливать шпильки с выходом из торца в полость, содержащую жидкость под наливом или тем более под давлением (рис. 262, г). Установку шпилек с применением уплотняющих мазей нельзя рекомендовать, так как нет гарантии, что при замене шпилек в эксплуатации ремонтные шпильки будут установлены правильно. Завертывание шпилек на уплотняющих прокладках (рис, 262, д) усложняет конструкцию и не вполне надежно. Лучшим способом предупреждения утечки является установка шпилек в глухих бобышках (рис. 262, е).

Уплотнение резьбовых соединений

Применение сквозных отверстий под шпильки 1 (рис. 263) и болты допустимо в полостях, где жидкость содержится в виде брызг, капель или пленок, покрывающих стенки. В местах расположения масляной ванны необходима глухая установка шпилек 2.

Установка шпилек в маслосодержащих полостях

Пробки в маслосодержащих полостях следует устанавливать на прокладках. Свойством самоуплотнения обладает коническая резьба, особенно при завертывании в корпусе из пластичных металлов.

Следует избегать крепления на резьбе большого диаметра (рис 264, 1), отдавая предпочтение болтовым и шпилечным соединениям (2). Резьбы большого диаметра трудно изготовлять, особенно в корпусных крупногабаритных деталях. Изготовление нарезных отверстий под крепежные детали, в общем, экономичнее, несмотря на увеличение числа отверстий. Соединение мелкими крепежными деталями удобнее в монтаже. Кроме того, оно обеспечивает возможность использования покупных крепежных деталей.

Особенно следует избегать резьб большого диаметра в изделиях из сплавов Al, Mg, Zn, Ti и коррозионностойких сталей. Вязкость и низкие антифрикционные качества этих материалов способствуют образованию задиров на витках резьбы, затрудняющих завертывание.

Недопустимо выполнять нарезные отверстия со скошенным (3) или ступенчатым (5) входом. Завернуть крепежную деталь в такие отверстия очень трудно. Нарезать резьбу в них возможно только предварительно оставив на торце отверстия плоский участок, который подлежит удалению после нарезания резьбы. Правильные конструкции показаны на видах 4 и 6.

Следует обеспечивать возможность силовой затяжки резьбовых соединений. В ошибочных конструкциях 7, 9 силы трения, возникающие при затяжке на поверхности опорных фланцев, будучи приложены на большом радиусе, резко увеличивают момент затяжки и делают невозможной силовую затяжку. В правильных конструкциях 8, 10 силы трения действуют на минимальном расстоянии от оси болта, равном среднему радиусу опорной поверхности головки болта.

Резьбовые соединения

В конструкциях 11 с затяжкой по конической поверхности с малым углом конуса силовая затяжка невозможна из-за тормозящего действия сил трения на конической поверхности, а также вследствие сжатия витков стержня витками гайки на участке конуса. Угол конуса рекомендуется делать не менее 90° (12).

Следует избегать завертывания на мягкий материал (набивка, прокладки). Затяжка гайки сальника (13) вызывает скручивание и наволакивание набивки на торец гайки. Этого можно избежать, если установить промежуточное металлическое кольцо [а] (14). На виде 15 приведен пример неправильной, а на видах 16, 17 правильных конструкций крышки с уплотняющей прокладкой.

Детали, нуждающиеся в точной угловой фиксации, не рекомендуется завертывать на резьбе. Правильную установку углового штуцера на резьбе (18) можно обеспечить с помощью шабрения торцовой поверхности упорного буртика или подбором толщины уплотняющей прокладки. И то и другое усложняет сборку. При последующих переборках правильное положение штуцера нарушается. Целесообразное решение в данном случае — установка штуцера на фланце (19).

Придать кронштейну необходимое угловое положение при креплении на резьбе (20) с затяжкой до отказа практически невозможно. Целесообразно крепить кронштейн на цилиндрическом хвостовике (21), затягивая гайку после введения поручня в головку кронштейна. Можно также зафиксировать угловое положение кронштейна шпонкой (22) или фланцем (23). Под регулировку по углу в первом случае обеспечивают за счет зазоров между шпонкой и шпоночной канавкой, во втором — за счет зазоров между болтами и отверстиями фланца.