Главная > Разное > Резьбовые и фланцевые соединения
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

11.3. Свинчиваемость резьбовых соединений

Свинчиваемость — свойство резьбовых деталей образовывать после сборки работоспособное разъемное соединение. Она характеризует склонность к скручиванию стержня болта (шпильки) в процессе затяжки, заеданию (местному диффузионному свариванию) в соединении при затяжке или после некоторого времени работы, а также стойкость к коррозии при трении.

Свинчиваемость соединений принято оценивать по коэффициентам трения в резьбе и на торце гайки.

Обширные исследования влияния различных факторов на коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки выполнены Альменом, Келлерманом и Клейном, И. Г. Старостиным, М. А. Щуренко, Хернигом и Зидером, а также В. И. Змиевским и др. [9]. В табл. 11.1, 11.2 приведены значения коэффициентов трения в резьбе и на торце гайки в зависимости от способа получения покрытия, наличия и марки смазочного материала, числа предварительных затяжек. Видно, что коэффициент трения в резьбе больше коэффициента трения на торце гайки.

Таблица 11.1. Средние значения коэффициентов трения в резьбе и на торце гайки в зависимости от вида покрытия и числа затяжек (по данным Г. Б. Иосилевича и О. А. Ямпольского)

Таблица 11.2. Средние значения коэффициентов трения в резьбе и на торце гайки (по данным И. Г. Старостина)

При оксидировании, цинковании, меднении, никелировании поверхностей (см. табл. 11.1) наблюдается возрастание коэффициента трения с увеличением числа затяжек. Это следует учитывать при эксплуатации во избежание недотяжки или перетяжки резьбовых соединений.

С увеличением контактного давления (силы затяжки) коэффициент трения в несмазанной резьбе либо увеличивается незначительно (при отсутствии заедания), либо несколько снижается. Однако при обычных напряжениях затяжки можно считать, что коэффициент трения не зависит от силы

Следует отметить, что при всех исследованиях трения в резьбовых соединениях наблюдается большой разброс значений причем разброс больше, что свидетельствует о менее стабильном качестве резьбы по сравнению с торцом гайки. Меньший разброс имеют значения приведенного коэффициента трения (табл. 11.3), поэтому в зарубежной практике этот коэффициент используется в основном при расчете момента затяжки резьбовых соединений. Хернигом и Зидером показано, что с увеличением числа затяжек разброс уменьшается.

С увеличением скорости завинчивания коэффициенты трения в резьбе и на торце уменьшаются. Это необходимо учитывать при ручной затяжке тарированным инструментом (особенно предельными ключами) резьбовых соединений с так как вследствие неравномерного вращения инструмента в процессе затяжки (перехват ключа, затяжка рывками) возможны недотяжка или перетяжка резьбовых соединений. Переход с ручной сборки резьбовых соединений на механизированную может вызвать существенную перетяжку резьбовых соединений.

При смазывании поверхностей трения, ведущем к уменьшению коэффициентов трения и их стабилизации, удается обеспечить пропорциональность между моментом на ключе и силой предварительной затяжки (тогда как при ее отсутствии контролировать силу затяжки по крайне затруднительно). Смазывание значительно уменьшает изнашивание резьбы, что важно учитывать при эксплуатации соединений. Согласно изложенному в работе [13] при наличии СМ для соединений с высокопрочными болтами причем значения не зависят от способа изготовления резьбы и класса прочности. Коэффициент трения под головкой болта и под гайкой

0,16) не зависит от твердости соединяемых деталей при ее изменении в пределах

Таблица 11.3. Средние значения приведенного коэффициента трения для определения момента на ключе

Смазочные материалы, например дисульфид молибдена без графитовых присадок и другие вещества, являются эффективными средствами для снижения коэффициентов трения в резьбе и (благодаря этому) замедления коррозии резьбы при трении, вызывающей разрушение соединений с высокопрочными и сверхвысокопрочными болтами. Обычно СМ наносят после обработки поверхности (кадмирования, покрытия алюминием, анодного оксидирования и др.).

Необходимо отметить, что оценка СМ по его влиянию на коэффициенты трения в резьбовом соединении не является полной. Основное требование, предъявляемое к СМ в данном случае, — высокие противозадирные характеристики. Такими свойствами обладают графитовые смазочные материалы (типа НК-50 и др.), [13], масла с присадками жирных кислот или некоторых соединений серы, хлора и фосфора, обнаруживающие хорошее сцепление с молекулами металла и отличающиеся прочностью мономолекулярных слоев и способностью самовосстановления, что очень важно при больших удельных давлениях на поверхности витков. Подробно вопросы применения противозадирных смазочных материалов изложены в работе Боудена и Тейбора.

Соединения из титановых сплавов. Резьбовые соединения из титановых сплавов характеризуются большими значениями коэффициентов трения в резьбе и на торце гайки. В связи с этим возрастает опасность скручивания болтов и шпилек малого

(кликните для просмотра скана)

Таблица 11.5. Коэффициенты трения в резьбе с медным покрытием (болт из гайка из

диаметра (до 10 мм) и склонность к разрушению соединений от контактной коррозии.

Эффективные способы уменьшения коэффициентов трения в соединениях из титановых сплавов: химико-термическая обработка деталей; применение покрытий и смазочных материалов.

В табл. 11.4 приведены результаты исследования свинчиваемости соединений из титановых сплавов [10]. Установлено, что защитные покрытия кадмием, оловом и особенно серебром позволяют снизить коэффициенты трения в резьбе. С увеличением числа затяжек антифрикционные свойства таких соединений ухудшаются из-за низкой адгезии покрытий к основному материалу болта и гайки (титановому сплаву). Более эффективным оказывается применение в сочетании с титановым болтом стальной гайки, например, из сталей и др., покрытой кадмием или оловом, так как благодаря более высокой адгезии покрытия к материалу гаек соединения можно свинчивать до 50 раз.

Марка сплава и его термообработка практически не влияют на значение коэффициента трения в резьбе.

Существенно снизить коэффициенты трения в соединениях можно при использовании СМ типа петролатум, первые три из которых, являясь фторорганическими, характеризуются хорошей адгезией к титану и высокой прочностью смазочной пленки. Высокие антифрикционные свойства обусловлены наличием в

Эффективно повысить свинчиваемость соединений из титановых сплавов можно при совместном использовании мягких покрытий и СМ. Так, медные покрытия хорошо (табл. 11.5) адсорбируют поверхностно-активные компоненты образуя на поверхностях витков резьбы тонкий адсорбционно-пластифицированный слой, повышающий адгезию смазочной пленки и обеспечивающий ее высокую прочность [10]. Кроме того, с увеличением числа затяжек происходит приработка поверхностей трения и уменьшаются значения

Отметим, что соединения из титановых сплавов не обнаруживают склонности к заеданию.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление