5.1.2. Соединения резьбовыми шпильками

При сборке соединений с резьбовыми шпильками процесс ещё более усложняется. Сначала в одну из деталей ввёртывают с натягом резьбовые шпильки, затем на них надевают сопряжённую деталь, на выступающие концы шпилек надевают шайбы, повышают и затягивают гайки. В шпилечном резьбовом соединении очень важным является постановка шпилек с натягом. Этот натяг при ввертывании шпилек обеспечивают следующим способами: 1) натягом по резьбе (наиболее распространён), 2) плотной посадкой на сбег резьбы шпилек, 3) упором бурта шпильки в плоскость разъёма деталей, 4) посадкой резьбы шпильки на клей, 5) завинчиванием шпильки в гладкое отверстие (только для Al и Mg сплавов), 6) затяжкой шпилек со спиральной проволочной вставкой.

Для завинчивания шпилек используют специальные патроны, захватывающие шпильки за гладкую или резьбовое отверстие и применяют ручной или механизированные инструменты

Резьбовые шпильки не следует располагать близко к точным отверстиям и плоскостям, так как при их затяжке происходит выпучивание стенок детали и возникают погрешности формы точных поверхностей.

Для предотвращения деформации сопряжённых деталей затяжку крепления деталей в групповом соединении осуществляют постепенно согласно схемам (рис.5.5):

Рис. 5. 5

Требуемая затяжка ответственных резьбовых соединений обеспечивается:

- ограничением крутящего момента;

- поворотом гайки на определенный, заранее устанав-

ливаемый угол;

- затяжкой с замером удлинения стержня шпильки и

болта.

Для ограничения крутящего момента при ручной затяжке применяют предельные и динамометрические ключи. При использовании механизированных инструментов (электро - и пневматических гайковёртах) заданный момент затяжки может обеспечиваться муфтами тарирования, реле тока, самоостановкой двигателя в конце затяжки. Данный метод не гарантирует точность выдерживание осевой силы затяжки, так как на постоянную затяжку влияет постановка коэффициента трения на резьбе и на торце, неточность изготовления резьбы и опорных торцов и другое.

Более точно величину предварительной затяжке обеспечивают поворотами гайками на определённый угол. Гайку вначале затягивают гаечным ключом, чтобы создать плотность в соединении, затем её ослабляют и вновь завёртывают до прикосновения торца с опорной плоскостью. После этого гайку с помощью гаечного ключа и накладного градуированного диска поворачивают на определённый угол , который рассчитывается по формуле:

,

где - длина болта (шпильки) между опорной плоскостью;

- шаг резьбы;

- модуль упругости материала болта и сопрягаемой детали;

- поперечное сечение болта и сопрягаемой детали;

- сила затяжки.

Наиболее точную силу затягивания измеряют по измеренному удлинёнию болта по формуле:

.

Величину измеряют специальным микрометром. Данный метод применяют при сборке ответственных резьбовых соединений (двигателестроение, турбостроение, тяжелое машиностроение).

При большом диаметре болтов и резьбовых шпилек (>50мм), затяжку часто производят после предварительного нагрева стержня болта (шпильки) до определённой температуры пропусканием через сквозное отверстие струи нагретого воздуха или пара.

Равномерность затяжки резьбового соединения зависит от метода затяжки и качества изготовления крепежных деталей.

Производительность сборки резьбовых соединений зависит от типа сборочных инструментов. Время завертывания обычным гаечным ключом сокращается в 2-3 раза при использовании торцовых коловоротных ключей, в 10-15 раз при использовании гайковёртов.

Повыше производительности труда сборщиков и облегчение их работы достигается применением специальной технологической оснастки (стационарные и поворотные приспособления для закрепления базовой детали собираемых изделий и др.).

Средства автоматизации применяют при узловой и общей сборке небольших изделий в массовом и серийном производстве. Здесь используется одно- и многошпиндельное (карусельное) полуавтоматическое оборудование и автоматизированные линии. Весьма перспективно применение робототехнических комплексов в ГАП.

При контроле резьбового соединения проверяют наличие и правильность положения поставленных деталей и момент затяжки (в процессе сборки). Перед автоматической сборкой резьбовые элементы подвергают 100% контролю.