Резьбовые соединения

Резьбовые соединения (шпилька - деталь - гайка, болт - деталь, болт - гайка) широко применяются для обеспечения неподвижности, прочности, герметичности, установки и регулирования взаимного расположения сопрягаемых деталей.

Основные повреждения резьбовых частей деталей: вытягивание, смятие и срыв резьбы и ее износ по диаметру. Срыв, значительное смятие и вытягивание резьбы легко обнаружить визуально. Износ и незаметное на глаз смятие резьбы определяют по тому как ввинчивается гайка, болт или шпилька, а также по величинам качки или вертикального перемещения сопрягаемых деталей; более точно эти неисправности выявляют при измерении резьбовыми калибрами.

Разборка. Если при отвертывании гайки или болта приходится прилагать слишком большое усилие, то нужно проверить, не осталось ли в стопорном отверстии части шплинта. Резьбовые соединения, подверженные коррозии (особенно экипажной части, выхлопного тракта дизеля и т.п.), за 15.20 мин до разборки желательно обложить тампонами, обильно пропитанными керосином. Если деталь закреплена несколькими болтами или гайками, то во избежание ее коробления сначала слегка отпускают все болты и гайки, а затем отворачивают их полностью.

При разборке трубопроводов для предотвращения их скручивания, а также при отворачивании контргаек пользуются одновременно двумя гаечными ключами. Соединения, находящиеся под действием дополнительной нагрузки, создаваемой пружиной (узлы рессорного подвешивания тележки, пружина сервомотора регулятора дизеля и т.п.), перед разборкой разгружают, чтобы обеспечить безопасность работ.

Способы удаления конца оборванной шпильки или болта из отверстия показаны на рис. 4.1. Из алюминиевого корпуса такую деталь можно извлечь путем травления раствором азотной кислоты, а из корпусов небольшого размера - электроэрозионным сверлением медным электродом.

Ремонт. При восстановлении резьбовых частей наплавкой недостаточно сточить старую резьбу. Необходимо дополнительно снять слой металла еще на одну глубину резьбы, для того, чтобы при последующей наплавке и нарезании резьбы место соединения основного и наплавленного металла не располагалось по внутреннему диаметру резьбы.

Сборка. Нет необходимости останавливаться на том, почему нельзя применять крепежные детали с поврежденной резьбой и забитыми гранями головок. Однако существует ряд очень важных требований к сборке, которые нужно неукоснительно выполнять.

1. На рис. 4.2 показано положение гайки и головки болта после затяжки гайки «до упора», т. е. до момента, когда для дальнейшего ее поворота нужно резко увеличить усилие, прилагаемое к ключу

Рис. 4.1. Способы удаления конца оборванной шпильки или болта из отверстия: а, б - с помощью зубчатых оправок; в - приваркой гайки

с рукояткой длиной 300 мм. Как видно на рисунке, гайка и головка болта касаются детали только одной стороной, что можно легко проверить щупом или по отпечатку краски. Если такую гайку затянуть окончательно, то произойдет изгиб болта. Это очень опасная погрешность сборки, особенно в тяжело нагруженных соединениях, таких, как крепление крышек шатунных и коренных подшипников коленчатого вала, цилиндровых крышек, адаптеров форсунок гильзы цилиндра и т. п. Опыт показывает, что обрывы шпилек или болтов, появление трещин в деталях являются следствием именно такой неточности сборки. Поэтому не случайно в Правилах ремонта тепловозов сказано: «Проверить прилегание по краске головок болтов и гаек по опорным поверхностям шатуна. Допускается не более двух разрывов отпечатка по окружности длиной не более 3 мм каждый». Таким образом, при сборке резьбового соединения необходимо следить за тем, чтобы торец гайки (головки болта) и опорная часть зажимаемой ею детали были перпендикулярны оси резьбы. В общем случае допустимое биение торца гайки (болта) не более 0,01 диаметра описанной окружности.

2. При закреплении двух деталей нельзя ввертывать болт, длина которого более нормальной или нормальный болт в уменьшенное по глубине несквозное резьбовое отверстие. Погрешности, возникающие при нарушении этого требования, проиллюстрированы на рис. 4.3, где показано положение окончательно затянутого одного и того же болта, ввернутого в резьбовое отверстие нормальной глубины и в отверстие с уменьшенной глубиной. В последнем случае детали только прижаты друг к другу, а пружинная шайба, помещенная под головкой болта, лишь слегка обжата, так как болт уперся в дно отверстия.

Рис. 4.3. Сборка резьбовых соединений
Рис. 4.2. Сборка резьбовых соединений: а - угол между плоскостью гайки и скрепляемой деталью

3. Процесс затяжки гайки (или болта) после навинчивания состоит из предварительной, так называемой затяжки «до упора» и окончательной. Затяжка «до упора» необходима для определения положения гайки, с которого нужно начинать окончательную затяжку. Особенно это важно при ручной затяжке. Окончательное крепление гаек или болтов в многорезьбовых соединениях необходимо вести в строго определенной последовательности. Правильно выбранная последовательность затяжки гарантирует доброкачественность сборки, исключает возможные перекосы и деформации деталей. На практике чаще приходится сталкиваться с креплением гаек (болтов), расположенных по окружности, квадрату, прямоугольному контуру или по прямой (рис. 4.4). В первом случае гайки (рис. 4.4, а) затягивают крест-накрест попарно, считая в каждой паре гайки, расположенные на концах одного и того же диаметра или хорды. Во втором случае (рис. 4.4, б) сначала затягивают средние гайки, а затем постепенно приближаются к краям. Порядок затягивания гаек, расположенных по прямой, показан на рис. 4.4, в.

Однако важна не только последовательность, но и равномерность затяжки гаек (болтов). Гайки нужно затягивать постепенно, т. е. сначала затянуть все гайки, предположим, на одну треть величины затяжки от положения «до упора», затем еще на треть и, наконец, окончательно заданным усилием. Это правило надо соблюдать как при затяжке гаек предельным и динамометрическим ключами и гайковертами, так и вручную.

В некоторых депо в целях ускорения сборочных работ применяют гайковерты, у которых нельзя изменять усилие затяжки. В этом случае затяжку гаек (например, крепления цилиндровых крышек дизеля) хотя и ведут с соблюдением нужной последовательности, но с грубейшим нарушением постепенности, т. е. каждую гайку крепят сразу и окончательно. Кроме того, в случае пропуска газов или течи воды из-под цилиндровой крышки производят дополнительное крепление отдельных гаек, естественно, с приложением еще большего усилия. Такие «методы» механизации приводят к резкому увеличению выхода из строя цилиндровых блоков и крышек из-за появления трещин.

4. Перед креплением гаек или болтов ответственных соединений - адаптеров гильз цилиндров, коллекторных болтов якорей

Рис. 4.4. Последовательность затяжки крепежных деталей, расположенных по окружности (а) и прямоугольным контурам (б, в)
Рис. 4.5. Контровка гаек или головок болтов проволокой электрических машин, штуцера крепления нагнетательного клапана топливного насоса и т. п. - нужно вначале создать условия, обеспечивающие жесткость соединения, и лишь после этого затягивать крепежные детали окончательно.

Жесткость в соединении деталей достигается предварительной одно-двукратной перетяжкой крепежных деталей с обязательным соблюдением последовательности затяжки. При этом сглаживаются неровности и устраняется волнистость регулировочных или герметизирующих прокладок, помещенных между деталями, сминаются небольшие заусенцы, забоины и случайно попавшие между деталями загрязнения.

Несколько советов по стопорению деталей резьбовых соединений. Для сохранения стабильности затяжки и предупреждения самопроизвольного отворачивания крепежных деталей применяют различные способы их стопорения. На тепловозах чаще всего такое стопорение делают упругой шайбой, разводным шплинтом, винтом, проволокой и в отдельных случаях контргайкой. Пружинная шайба должна обладать достаточной упругостью. При правильной сборке шайба полностью прилегает к опорным поверхностям детали и гайки или головки болта (см. рис. 4.3).

Разводной шплинт должен сидеть в отверстии болта или шпильки плотно, а его головка должна утопать в прорези гайки так, чтобы шплинт работал на срез полным сечением; короткий конец шплинта загибают и плотно прижимают к торцу болта или шпильки, а длинный - к грани гайки. При несовпадении отверстия под шплинт с прорезями гайки последнюю подтягивают, но не отворачивают. Завязанная контрящая проволока (рис. 4.5) не должна свободно перемещаться.

⇐ | Общие сведения | | Устройство и ремонт тепловозов | | Прессовые соединения | ⇒