В отечественной технической и справочной литературе совершенно недостаточно информации о современных: новых и прогрессивных видах крепёжных деталей и соединений, большинство стандартов и данных о крепёжных деталях и соединениях подлежит пересмотру. Выпускники вузов, как правило, соответствующих знаний не получают. Это привело к тому, что уровень квалификации специалистов предприятий и организаций в РФ в данной области техники крайне низок. Настоящий материал имеет целью исправление сложившейся ситуации. Правильное понимание роли крепёжных изделий в машинах и механизмах несомненно полезно для решения многих технических задач и общей технической грамотности инженеров.
Международная система стандартов ИСО постепенно становиться единой для большинства государств, национальные стандарты приводят в полное соответствие с международными. В обновлённых стандартах повышены требования к качественным характеристикам крепёжных изделий, выпущены стандарты ИСО на большую группу новых прогрессивных конструкций.
Простейшая классификация крепёжных изделий может проводиться по нескольким направлениям: резьбовые и без резьбы, стержневые и с функциональным отверстием, изделия типа болт с невыпадающей шайбой относят к комбинированным и т.д. В отдельных стандартах и в разных государствах встречаются отличающиеся друг гот друга названия одинаковых деталей. В первую очередь это относиться в терминам «болт» и «винт». В настоящем материале использованы следующие определения: Привод - конструктивный элемент крепёжной детали, служащий для передачи крутящего момента. Болт – резьбовая крепёжная деталь с головкой и наружным приводом или конструктивным элементом головки, удерживающим болт от поворота (квадратный подголовок, ус и другие).
Винт – резьбовая крепёжная деталь с приводом, расположенном внутри головки или стержня. Стержневые крепёжные детали состоят из следующих составных частей: головки винтов и болтов, внутренний и наружный привод, стержневая часть, концы стержней. Их комбинации позволяют получать конструкции крепёжных изделий с необходимыми функциями.
Общие технические требования и нормы.
Всего на крепёжные изделия имеется около 350 государственных стандартов. Из них в машиностроении используют 210 – 220. Ниже приведён перечень нескольких базовых стандартов общего назначения по состоянию на январь 2008 года. Ими следует руководствоваться при производстве и применении крепёжных деталей, а также создании новых конструкций.
ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия.
ГОСТ 1759.1-82 Болты, винты, шпильки, гайки и шурупы. Допуски. Методы контроля размеров и отклонений формы и расположения поверхностей.
ГОСТ 1759.2-82 Болты, винты и шпильки. Дефекты поверхности и методы контроля.
ГОСТ 1759.3-83 Гайки. Дефекты поверхности и методы контроля.
ГОСТ Р 52627-2006 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний. Соответствует ИСО 898-1:1999 (взамен ГОСТ 1759.4-87).
ГОСТ Р 52628-2006 Гайки. Механические свойства и методы испытаний. Соответствует ИСО 898—2:1992 и ИСО 898-6:1994 (взамен ГОСТ 1759.5-87).
ГОСТ 17769-83 Изделия крепёжные. Правила приёмки.
ГОСТ 18160-72 Изделия крепёжные. Упаковка. Маркировка. Транспортирование и хранение.
ГОСТ 24670-81 Болты, винты и шурупы. Радиусы под головкой. ГОСТ 24671-84 Болты, винты, шурупы с шестигранной головкой и гайки шестигранные. Размеры «под ключ».
ГОСТ 27017-86 Изделия крепёжные. Термины и определения (разработан проект ГОСТ Р ИСО 1891-2007).
ГОСТ 27148-86 Изделия крепёжные. Выход резьбы. Сбеги, недорезы и проточки. Размеры.
ГОСТ 9.301-86 Покрытия металлические и неметаллические. Общие требования. Характеристика современнного крепежа - его многофункциональность. Прогрессивными называют крепёжные изделия, обладающие дополнительными функциональными свойствами, например, они могут стопориться без дополнительных деталей, сверлить себе отверстие, раскатать в нём резьбу, они обеспечивают снижение трудоёмкости сборки и технического обслуживания, имеют повышенную прочность и т.д.
Рассмотрим функции резьбовых крепёжных изделий.
Основные функции – соединить детали и сборочные единицы, создать усилие затяжки и сохранить его в заданных пределах в период эксплуатации машины. Дополнительные функции характерны для прогрессивных крепёжных изделий и позволяют решать множество задач за счёт проявления новых свойств. Их можно условно поделить на три группы.
a. конструктивные: застопорить соединение, исключить вспомогательные детали, создать оптимальные напряжения на контакте, не выпадать при разборке;
b. сборочные: надежно передавать вращающий момент, затянуть заданным моментом, попадать в отверстие, перекрыть отверстие, устанавливаться в местах с односторонним доступом;
c. технологические: выдавить или нарезать резьбу в отверстии, очистить резьбу при завинчивании, сверлить отверстие и образовать в нем резьбу, отбортовать отверстие и образовать в нём резьбу, зачистить контактную опорную поверхность, герметизировать соединение и др.
Традиционные конструкции крепёжных изделий.
К этой группе отнесём хорошо известные и широко применяемые – болты с нормальной и уменьшенной шестигранной головкой, винты и винты самонарезающие с полукруглой, потайной, полупотайной, плоской головками, прямым и крестообразным шлицем типа Н, шпильки, гайки шестигранные нормальные, низкие и высокие, гайки прорезные и корончатые, гайки и болты приварные, гайки неподвижные (клинч) и закладные квадратные, пальцы, штифты, заклёпки, разнообразные виды шайб – плоские нормальные и увеличенные, пружинные, стопорные зубчатые, с лапками, с носиком и др. Их конструкции приведены во многих справочниках, а характеристики будут даны при рассмотрении современных конструкций.