Збирання різьбових з'єднань

Технологічний процес збирання будь-якого з'єднання складається з декількох послідовних операцій: перевірки розмірів і орієнтованого положення деталей, загвинчування і затягування гайок або болтів, стопоріння.

Перевірка розмірів і орієнтованого положення деталей. Особливо важлива перевірка глибини нескрізних різьбових отворів і довжини різьбової частини болтів. При з'єднанні двох деталей (наприклад, полюси в остові електричної машини) не можна вкручувати болт номінального розміру в зменшений по глибині нескрізний різьбовий отвір або болт зі зменшеною довжиною різьбової частини. Похибки, що виникають при порушенні цих умов, проілюстровані на рисунку 1.53, де показане положення остаточно затягнутого болта номінального розміру, закрученого в нескрізний різьбовий отвір номінальної глибини (рис. 1.53, а) і такого ж болта в отвір зі зменшеною всупереч кресленню глибиною (рис. 1.53, б).

Рис. 1.53 – Збирання різьбового з'єднання

На рисунку 1.53, в зображений болт зі зменшеною проти креслення різьбовою частиною, укрученою в різьбовий отвір. Закріплювані деталі, показані на останніх двох рисунках, в кращому разі можуть бути тільки притиснуті одна до одної, а пружинні шайби, поміщені під головками болтів, лише злегка будуть обжаті, оскільки болт або упреться в дно отвору, або в нижню деталь.

Змонтований в остові тягового електродвигуна з такими порушеннями верхній полюс через невеликий пробіг локомотива унаслідок ослаблення кріплення і обриву болтів падає на якір при русі локомотива. Правильне закріплення такого з'єднання можна гарантувати лише в тому випадку, якщо попередньою перевіркою встановити відповідність розмірів різьбових частин деталей кресленню.

Не менш суттєва наступна вимога. Поверхні гайки (головки болта), що сполучаються, і що затискається нею деталей повинні бути паралельні між собою, що досягається тільки в тому випадку, якщо вісь різьблення гайки, болта, а також осі різьбового або гладкого отвору (під призонний болт) в деталях, що сполучаються, перпендикулярні до їх опорних поверхонь. До чого може привести порушення цієї умови, показано на рисунку 1.54, де зображений шатунний підшипник дизеля, заздалегідь стягнутий шатунними болтами «до упора».

Рис. 1.54 – Збирання шатунного підшипника колінчастого вала дизеля

Як видно з рисунка 1.54, гайка і головка болта торкаються шатуна і кришки тільки однією стороною, що можна легко перевірити щупом або по відбитку фарби на торці гайки або головки болта. Якщо таку гайку затягнути остаточно, то відбудеться вигин болта. Це надзвичайно небезпечна помилка кріплення і особливо для відповідальних, важко навантажених з'єднань, таких, як кришки шатунних підшипників колінчастого вала, циліндрові кришки, адаптери форсунок циліндрових втулок тощо.

У даному випадку неперпендикулярність шпильок, вкручених в деталь, до опорної її поверхні допускається не більше 0,2 мм на довжині 100 мм, а допустиме биття торця гайки (головки болта) не більше 0,01 діаметра описаного кола. Забороняється підгинати (виправляти) перекошену шпильку, оскільки вона при цьому деформується у кореня і може дати тріщину і обірватися під час затягування або, що значно гірше, в процесі експлуатації.

Загвинчування гайок і болтів. Перед загвинчуванням різьбові частини деталей покривають маслом, що використовується для змащування даного механізму, у відповідальних з'єднань, касторовою олією, а у тих, що працюють в зонах з високою температурою — графітним мастилом. Якщо по вимогах креслення під гайку або головку болта підкладається плоска шайба, то перевіряють її поверхню. Вона повинна бути рівною, площинною, без заусенців. Якщо деталі, що сполучаються, виготовлені з легких сплавів або міді, то під гайки або головки болтів, як правило, поміщають сталеві шайби, що запобігають урізуванню гайок або головок болтів в тіло деталей.

Затягування гайок або болтів. Операція затягування одно - або багаторізьбового з'єднання складається з попереднього, так званого затягування «до упору», створення «жорсткості» в з'єднаннях деталей і остаточного затягування.

Затягування будь-якої гайки (або болта) «до упора », тобто до моменту, коли для подальшого її повороту потрібно різко збільшити зусилля, прикладене до ключа з рукояткою завдовжки 300 мм. Таке затягування необхідне для визначення «стартового положення» гайки, з якого потрібно починати остаточне затягування. Особливо це важливо при ручному затягуванні.

Остаточне затягування гайок (або болтів) двох або більш різьбових з'єднань ведеться в строго певній послідовності з поступовим збільшенням зусилля затягування. Правильна послідовність гарантує доброякісність збирання, виключає можливі перекоси і деформації деталей. На практиці частіше доводиться стикатися з кріпленням гайок (болтів), розташованих по квадрату, кола або по прямокутному контуру (рис. 1.55).

Рис. 1.55 – Схема послідовності затягування гайок (болтів) багаторізьбових з'єднань

У першому випадку гайки затягують навхрест попарно, вважаючи в кожній парі гайки, розташовані на кінцях однієї діагоналі (рис. 1.55, а). У такій послідовності кріплять, наприклад, гайки шатунних підшипників (Д50) або гайки кріплення головки поршня (Д49).

Особливої пунктуальності дотримуються при кріпленні багаторізьбових з'єднань, розташованих по прямокутному контуру. У цих випадках затягування починають з гайок (болтів), що знаходяться в середній частині, потім кріплять пару сусідніх справа і пару сусідніх зліва (рис. 1.55, б), поступово наближаючись до крайніх пар гайок. Так поступають при збирання корінних підшипників колінчастих валів дизелів, монтажі плит жорсткості на блоці дизеля, з'єднанні блоку з картером дизеля тощо.

Порядок затягування гайок (болтів) по колу показаний на рисунках 1.55 в, г. Так затягують гайки кріплення циліндрових кришок дизеля або болтів кріплення підшипникових щитів тягового електродвигуна.

Проте важлива не тільки послідовність, але і поступовість збільшення зусилля затягування гайок (болтів). Гайки затягують поступово, тобто спочатку затягують всі гайки в потрібній послідовності, припустимо, на одну третину зусилля затягування від положення «до упора», потім ще на третину і, нарешті, остаточно заданим зусиллям, Це правило дотримують як при затягуванні гайок граничним і динамометричними ключами і гайковертами, так і вручну. Порушення порядку остаточного затягування гайок (болтів), неминуче веде до деформації блоку, втрати співісності та східчастості гнізд підшипників, порушенню паралелі осей циліндрів.

На зусилля затягування різьбового з'єднання впливають повторюваність збирання, стан поверхонь гайки (болта) і деталі, що сполучаються, жорсткість деталей, що скріпляються, стан і вид покриття різьблення. Так, коефіцієнт тертя деталей без покриття вище, ніж у оксидованих і фосфатованих, але нижче, ніж у оцинкованих.

Момент затягування можна контролювати спеціалізованими ключами: граничними, такими, що автоматично вимикаються досягши певного моменту затягування і динамометричними з покажчиком прикладеного моменту при затягуванні. Контроль моменту затягування можна вести також по повороту гайки (болта) на певний, наперед встановлений кут, по подовженню болта або деформації тарованої пружинної шайби. Залежно від розрахункового моменту затягування і допустимої деформації деталей, що скріпляються, ці величини встановлюють шляхом затягування різьбового з'єднання динамометричним ключем.

1.8.4 Стопоріння деталей різьбових з'єднань