Крепежные изделия

Крепежные изделия, относящиеся к разъемным соединениям – это болты, винты, гайки, шпильки, анкеры, а также детали для их стопорения: шайбы, шплинты, штифты.

Болт. Это деталь для разъемного соединения с резьбой для навинчивания гайки на одном конце и головкой на другом (см. рис. 28з). Типы болтов отличаются по форме и размеру головки, характеру исполнения, шагу резьбы.

Головка болта может быть шестигранной, квадратной, прямоугольной, полукруглой и конической с квадратным подголовком или «усом», а резьба у болта – метрическая с крупным или мелким шагом (ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7786-81 и др.). Болты с шестигранной головкой нормальной точности могут быть трех исполнений (ГОСТ 7798-70): без отверстия в головке и стержне, с отверстием в стержне для стопорения шплинтом, с двумя отверстиями в головке для стопорения нескольких болтов с помощью проволоки. Применяют специальные болты: откидные (ГОСТ3033-79) – для быстрого зажима и освобождения деталей, рым-болты (ГОСТ4751-73), фундаментные (ГОСТ 24379.1-80). Болты широко применяются для соединения металлических листов и деталей, промышленных узлов в машиностроении и ряде других отраслей.

Шпилька. Это крепежное изделие в форме цилиндрического стержня с наружной резьбой на обоих концах или на всей длине стержня.

Длина резьбы ввинчиваемого (посадочного) конца зависит от вида материала (для мягкого – больше). Шпилечное соединение применяется при наличии резьбы в одном из соединяемых материалов. Фиксация производится с помощью гайки (при необходимости добавляется шайба).

Винт. Представляет собой цилиндрический или конический стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом. Форму головки винта изготовляют «под отвертку» (плоская, крестообразная) или «под ключ».

Шуруп – винт в форме стержня со специальной наружной резьбой большого шага, резьбовым острым коническим концом и головкой на другом конце, образующий резьбу в отверстии соединяемого деревянного или пластмассового изделия. Строение шлицев и головок шурупов не отличается от аналогичных элементов винтов. Сантехнические шурупы имеют шестигранную головку.

Гайка. Это крепежное изделие с резьбовым отверстием для навинчивания на болт, винт, шпильку и с конструктивным элементом для передачи крутящего момента. Гайки различают по форме, характеру и точности исполнения, шагу резьбы.

Применяется в болтовых и шпилечных соединениях, часто в сочетании с шайбой. Кроме обыкновенной шестигранной гайки нормальной высоты и трех исполнений (ГОСТ 5915-70) используются несколько особых разновидностей гаек.

Гайка-барашек имеет плоские выступающие элементы для передачи крутящего момента и затягивается вручную. Самоконтрящаяся гайка имеет нейлоновый вкладыш, который предохраняет от самопроизвольного отвинчивания. Подобная деталь применяется при повышенных вибронагрузках. Кроме этого, следует упомянуть гайку с фланцем, корончатую, удлиненную, прорезную и приварную гайки.

Шайба. Это крепежное изделие с отверстием, подкладываемое под гайку или головку болта либо винта для увеличения опорной поверхности и (или) предотвращения их самоотвинчивания.

Различается несколько видов шайб. Плоская обычная шайба имеет плоскую опорную поверхность (ГОСТ 11371-78) и выпускается в двух исполнениях. Шайба, служащая для предотвращения самоотвинчивания крепежных изделий при помощи конструктивных элементов, называется стопорной. Пружинная шайба (также называемая гравером) – это разрезная круглая шайба, концы которой расположены в разных плоскостях, служащая для предотвращения самоотвинчивания крепежных изделий посредством ее упругой деформации под нагрузкой.

Дюбель и анкер. К ним относятся забивные, клиновые, многофункциональные, закладные, латунные и химические анкеры.

Анкерное (дюбельное) крепление состоит из двух элементов. Во-первых, это гильза, которая устанавливается в предварительно высверленное отверстие. Между гильзой и материалом основания возникает сила трения. Это происходит за счет механического расширения гильзы в отверстии, что может достигаться разными способами. В гильзу вставляется крепежная деталь – болт, винт, шпилька, шуруп, специальный гвоздь. Анкеры предназначены для восприятия высоких нагрузок и поэтому выполняются из металла. Дюбели рассчитаны на меньшие нагрузки и изготавливаются из пластика (нейлон, полиэтилен). Из областей практического применения анкеров следует упомянуть монтаж дверных коробок, специальные дюбели используются для установки оконных пакетов.

Крепежные изделия (в большинстве случаев изготавливаются из стали, в том числе из нержавеющей или кислотоупорной), как правило, имеют специальные покрытия, которые могут быть защитными или декоративными. Защитные покрытия предохраняют деталь от коррозионного воздействия внешней среды. Декоративные покрытия придают внешнему виду изделия надлежащие эстетические качества. Для защитных покрытий используются в основном цинк и хром. Для декоративных – медь, никель и хром.

Металлические крепежные изделия сокращенно называют метизами. Метизы бывают разной степени качества в зависимости от металла, из которого изготовлены, и защитного покрытия, представляющего собой хромовый, никелевый, медный или латунный слой. Самыми долговечными и прочными считаются метизы из нержавеющей стали.

5. Задание «Крепежные детали и соединения»

Работа выполняется на формате А3 (420х297 мм) приложение 6 рис. 1 и включает изображения: гайки (приложение 1), болта (приложение 2), шпильки (приложение 3), сверленого и нарезанного отверстия под шпильку (рис. 12), соединения болтом и шпилькой (рис. 13), трубного соединения (приложение 4; пример с муфтой – рис.14); фитинги (рис. 15). Или на 2-х листах формата А3 (рис.2 и 3) – изображения: гайки (приложение 1), болта (приложение 2), шпильки (приложение 3), сверленого и нарезанного отверстия под шпильку (рис. 12), соединения болтом и шпилькой (рис. 13) и одном формата А4(210х297) рис. 4 – изображение трубного соединения (приложение 4; пример с муфтой – рис.14); фитинги (рис. 15).

Над изображениями крепежных деталей приводится их условное обозначение. Способ построения шестигранника с фаской приведен на рис. 17 (приложение 5). Чертежи гаек, болтов, шпилек и т. д. могут быть выполнены в масштабе увеличения или уменьшения.

Примеры выполнения заданий приведены в приложении 6.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ИЗОБРАЖЕНИЕ ГАЙКИ

Исходные данные, в соответствии с номером варианта берутся из таблицы 2. Например, вариант 5, номинальный диаметр резьбы (d) – 27 мм (М27). Гайка ГОСТ 5918-73, исполнение 2 (шестигранная, корончатая), класс точности В (необходим для определения шероховатости поверхностей). Размеры гайки берутся из приложения 5. Производится вычерчивание шестигранника с фасками (см. прилож. 13). Размер «е» берется из таблиц приложения 5. Для гайки с резьбой М27 е = 47,3 мм.

Пример обозначения гайки (вариант 5): Гайка М27–6Н.5 ГОСТ 5918-73.

ГАЙКИ – ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант

d, мм

ГОСТ 5918-73

ГОСТ 5932-73

Класс точности В

Класс точности А

Гайка

Исполнение 1

Исполнение 2

Исполнение 1

Шестигранная

Шестигранная

Шестигранная

прорезная

корончатая

прорезная

Вариант

d, мм

ГОСТ 5932-73

ГОСТ 5927-70

Класс точности А

Гайка

Исполнен.1

Исполнен.2

Класс точности А

Шестигран.

Шестигран.

прорезная

корончатая

Исполнение 1,

Вариант

d, мм

ГОСТ 5915-70

ГОСТ 15526-70

Гайка

Класс

Класс точности С

точности В

ГАЙКИ ШЕСТИГРАННЫЕ ПРОРЕЗНЫЕ И КОРОНЧАТЫЕ

Выдержки из ГОСТ 5932-73, ГОСТ 5918-73

Исполнение 1 Исполнение 2 D₁ = (0,90... 0,95) S

d	(18)		(22)		(27)		(33)		(39)			Диаметр резьбы, мм
р	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	Шаг крупный
S												Размер под ключ (ГОСТ 6424-73)
h												h 16
emin	29,5	33,3	35,0	39,6	45,2	50,9	55,4	60,8	66,4	72,1	83,4	Кл.В, для кл.А больше
е	31,2	34,6		41,6	47,3	53,1	57,7	63,5	69,3	75,1	86,6	Для постро-ения шести-гранника
n	4,5	5,5	7,0	9,0	Н 14
m												h 16
D												h 15
d a min												Пример записи на чертеже:
d a max	18,5	21,6	22,7	25,9	29,1	32,4	35,6	38,9	42,2	45,4
Шплинтт	исп.	4х40	5х45	5х50	6,3х63	6,3х71	8х80	8х90	ГОСТ 397-79
исп.	4х36	5х40	5х45	6,3х50	6,3х63	8х71	8х80
Примечание. Гайки с номинальными диаметрами резьбы в скобках стандартом применять не рекомендуется.

Шероховатость поверхностей

Класс точности	ГОСТ	Поверхность, R a мкм
Резьба (6Н)	Торец	Остальное
А	5932-73	3,2	6,3	12,5
В	5918-73	6,3	6,3	12,5

ГАЙКИ ШЕСТИГРАННЫЕ

Выдержки из ГОСТ 5927-70, ГОСТ 5915-73, ГОСТ 15526-70

Исполнение 1 (класс точн. А) Исп. 2 Исп.3 (только для кл. точн. В и С)

d	(18)		(22)		(27)					Диаметр резьбы, мм
р	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	4,5	Шаг крупный
S										Размер под ключ ГОСТ 6424-73
еmin	29,6			39,6	45,2	50,9	60,8	71,3	82,6	кл.В и С, для кл.А больше
е	31,2	34,6		41,6	47,3	53,1	63,5	75,1	86,6	Для построения шестигранника
d a min										Пример записи на чертеже:
d a max	19,4	21,6	23,8	25,9	29,2	32,4	38,9	45,4	51,8
d w min	25,3	27,7	31,7	33,2	38,3	42,7	51,1	59,9	69,4	Только для кл. точности В и С (в кл. точности А нет исполн. 3)
h w max	0,8
h w min	0,2	0,25
m

Шероховатость поверхностей

Класс точности	ГОСТ	Поверхность, R a мкм
Резьба (поле доп.)	Торцы	Остальное
А	5927-70	3,2 (6Н)	6,3	12,5
В	5915-70	6,3 (6Н)	6,3	12,5
С	15526-70	12,5 (7Н)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ИЗОБРАЖЕНИЕ БОЛТА

Исходные данные: например, вариант 10, болт ГОСТ 7798-70, класс точности В, исполнение 1, резьба М42.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ БОЛТЫ

Вариант

d, мм

ГОСТ 7805-70

ГОСТ

Болт

7798-70

(прилож. 6)

Класс точности А

Класс

точности В

Исполнение 2

Исполнение 1

Вариант

d, мм

ГОСТ 7798-70

ГОСТ 7805-70

Болт

(прилож. 6)

Класс точности В

Класс точности А

Исполнение 1

Исполнение 2

Вариант

d, мм

ГОСТ 7798-70

ГОСТ 7805-70

Болт

(прилож.6)

Класс точности В

Класс точности С

Исполнение 3

Исполнение 1

Примечание. Размеры болта приведены в прилож. 6. Условное обозначение болта (прилож. 10): Болт М42–8 g х90.58 ГОСТ 7798-70.

БОЛТЫ С ШЕСТИГРАННОЙ ГОЛОВКОЙ

Выдержки из ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7805-70, ГОСТ 15589-70

Для класса С используется только исполнение 1.

d	(18)		(22)		(27)					Диаметр резьбы, мм
d 1										Диаметр стержня, мм
р	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	Шаг крупный
S										Размер под ключ ГОСТ 6424-73
К		12,5				18,7	22,5
emin	29,6			39,6	45,2	50,9	60,8	71,3	82,6	кл.В и С, для А размер больше
е	31,2	34,6		41,6	47,3	53,1	63,5	75,1	Для построения шестигранника
d 3	4,0	5,0	6,3	8,0	Отв. под шплинт
d 4	4,0	5,0	Отв.для стопоре-ния проволокой
l 2	6,0	6,5	7,0	7,5	8,5	9,5	11,5	13,0	15,0
l		Для задания (рекомендуется)
l 1
b
Rmin	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	Пример записи на чертеже R0,6 min
d a max	20,2	22,4	24,4	26,4	30,4	33,4	39,4	45,6	52,6	Для кл. А и В
z	2,5		3,5			ГОСТ 12414-66

Шероховатость поверхностей

Класс точности	ГОСТ	Поверхность, Ra мкм
Резьба (поле доп.)	Опорная поверх.	Стержень	Остальное
А	7805-70	3,2 (6 g)	6,3	3,2	12,5
В	7798-70	6,3 (6 g)	6,3	12,5	12,5
С	15589-70	12,5 (8 g)

Ряд длин болтов l:... 60, 65, 70, 75, 80, (85), 90, (95), 100, (105), 110, (115), 120, (125), 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 220, 240, 260, 280, 300.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ИЗОБРАЖЕНИЕ ШПИЛЬКИ

Исходные данные: например, вариант 25, шпилька ГОСТ 22033-76, класс точности А, резьба М22, L1 = 1 d = 22 мм. Размеры шпильки – прилож. 7. Условное обозначение шпильки (см. прилож. 11):

Шпилька М22–6 g х75.58 ГОСТ 22033-76.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ШПИЛЬКИ

Вариант

d, мм

ГОСТ 22036-76

ГОСТ 22037-76

ГОСТ 22039-76

Шпилька

(прилож. 7)

Класс

Класс

Класс

точности В

точности А

точности А

l 1 =1,6 d

l 1 =1,6 d

l 1 =2 d

Вариант

d, мм

ГОСТ 22041-76

ГОСТ 22032-76

ГОСТ

Шпилька

22033-76

(прилож.7)

Класс

Класс

Класс

точности А

точности В

точности А

l 1 =2,5 d

l 1 =1 d

l 1 =1 d

Вариант

d, мм

ГОСТ

ГОСТ 22032-76

ГОСТ 22032-76

Шпилька

22033-76

(прилож. 7)

Класс

Класс

Класс

точности А

Точности В

точности А

l 1 =1 d

l 1 =1,25 d

l 1 =1,25 d

ШПИЛЬКИ

Выдержки из ГОСТ 22032-76... ГОСТ 22043-76.

Допускается изготовление шпилек с d ≈ d 2, где d 2 – средний диаметр резьбы

Zx45

2 фаски

l ₀

l ₁ l

D	(18)		(22)		(27)					Диаметр резьбы, мм
Р	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	Шаг крупный
d 1										Кл. А- h 12; Кл. В- h 14
l			В задании рекомендуется
l 0										, например,
l 1 = 1 d										Кл.А-js16; Кл.В- js 17
l 1 = 1,25 d										Кл.А-js16; Кл.В- js 17
l 1 = 1,6 d										Кл.А-js16; Кл.В- js 17
l 1 = 2 d										Кл.А-js16; Кл.В- js 17
l 1 = 2,5 d										Кл.А-js16; Кл.В- js 17
Z	2,5		3,5			ГОСТ 12414-66

Материалы деталей

ГОСТ	Ввинчиваемый конец, l 1	Класс точности	Материал деталей для отверстий под шпильку
22032-76		В	Сталь, бронза, латунь, титановые сплавы
22033-76		А
22034-76	1,25	В	Сталь, бронза
22035-76	1,25	А
22036-76	1,6	В	Ковкий и серый чугун, допускается сталь, бронза
22037-76	1,6	А
22038-76		В	Легкие сплавы, допускается сталь
22039-76		А
22040-76	2,5	В
22041-76	2,5	А
22042-76	для деталей с гладкими отв. l1=l0	В
22043-76	А

Шероховатость поверхностей

Класс точности	ГОСТ	Поверхность, R a мкм
Резьба (6 g)	Стержень, d 1	Остальное
А	22033-76... нечетные до ... 22041-76		6,3	12,5
В	22032-76... четные до ... 22040-76	6,3	6,3	12,5

Ряд длин шпилек l:... 60, 65, 70, 75, 80, (85), 90, (95), 100, (105), 110, (115), 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 220, 240, 260, 280, 300.

ДИАМЕТРЫ СВЕРЛ

для отверстий под нарезание метрической резьбы с зазорами

(ГОСТ 16093-81) с крупным шагом среднего класса точности

в материалах с нормальной вязкостью (выдержки из ГОСТ 19257-73),

фаска по ГОСТ 10549-80 (размеры в мм)

Номинальный диаметр резьбы d	Шаг/фаска p/z	Диаметр отверстия под резьбы с полями допуска	Диаметр сверла
6H	6G
	2/2
	2/2
	2,5/2,5			15,5
	2,5/2,5			17,5
	2,5/2,5			19,5
	3/2,5
	3/2,5
	3,5/2,5			26,5
	3,5/2,5			29,5
	4/3
	4/3
	4,5/3			37,5
	4,5/3			40,5
	5/4
	5/4
Примечание. Под материалами повышенной вязкости понимаются материалы, у которых из-за повышенных упругих деформаций и пластических свойств наблюдается значительный подъем витка (вспучивание). К таким материалам относятся: латуни, сплавы алюминия, магния, титана, высоколегированные стали и т. д.

СВЕРЛЕНОЕ И НАРЕЗАННОЕ ОТВЕРСТИЯ

Рис. 12. Сверленое (а) и нарезанное (б) отверстия:

диаметр сверленого отверстия – мм; фаска – 2,5 х 45º.

Следуя чертежу, глубина сверления равна длине ввертываемого конца шпильки l 1 (например, l 1 = 1 d = 22 мм) плюс примерно 4 шага резьбы (2,5 х 4 = 10 мм), т. е. 22 + 10 = 32 мм (рис. 12а). Чертеж сверленого отверстия выполнен только с учебной целью. Глухое резьбовое отверстие изображается так, как показано на рис. 12б.