Что такое самоконтрящаяся гайка?

Что такое самостопорящаяся гайка?

Самостопорящаяся гайка — это гайка с функцией или механизмом, предотвращающим ослабление.

Ее также часто называют стопорной гайкой. Затянутые гайки могут ослабнуть из-за вибрации, удара, теплового расширения и других факторов. Поэтому существуют различные методы предотвращения ослабления винтов.

Например, существуют двойные гайки, в которых две гайки укладываются друг на друга, между гайкой и затягиваемым объектом вставляются пружинные шайбы или зубчатые шайбы, а на резьбовую часть наносятся клеи. С другой стороны, самостопорящаяся гайка может предотвратить ослабление только одной частью, и ее преимущество в том, что ее легко установить.

Применение самостопорящихся гаек

Рисунок 1. Примеры использования противооткручивающейся гайки

Самоконтрящиеся гайки используются в местах, где ослабление болтов и гаек может привести к повреждению или несчастным случаям. Примерами являются автомобили, самолеты, железнодорожные вагоны, мосты и здания. Большинство этих изделий имеют потенциал для повреждения или несчастных случаев из-за ослабления болтов и гаек, что может привести к их падению.

Другие области применения включают валы подвески цепей качелей на игровых площадках в парках и детали крепления рам тренажеров в спортзалах.

Принцип самостопорящихся гаек

Рисунок 2. Принцип затягивания и ослабления винтов

Когда болт или гайка затягиваются на закрепленном объекте, объект подвергается сжимающей силе (усилие зажима), в то время как стержень болта подвергается растягивающей силе, которая отталкивается объектом. Эта растягивающая сила создает силу трения между посадочной поверхностью болта/гайки (поверхностью, контактирующей с закрепляемым объектом) и закрепляемым объектом, и винт фиксируется.

В этом состоянии работают и взаимодействуют друг с другом следующие три силы трения.

• Сила трения между наружной резьбой винта и внутренней резьбой винта.
• Сила трения между закрепляемым объектом.
• Сила трения между посадочным местом болта/гайки и закрепляемым объектом.

Когда эта сила трения по какой-то причине теряется, это называется «ослаблением винта». Пример показан ниже.

• Сила трения уменьшается из-за деформации или вмятины посадочной поверхности болта/гайки или поверхности закрепленного объекта, соприкасающейся с посадочной поверхностью.
• Вибрация уменьшает осевое усилие, что в свою очередь уменьшает силу трения между наружной и внутренней резьбой.
• Сила трения снижается за счет проникновения масла или других смазочных веществ между наружной и внутренней резьбой.

Типы самостопорящихся гаек

Рисунок 3. Типы гаек с защитой от ослабления

Существует несколько типов самоконтрящихся гаек в зависимости от их формы и метода самоконтрления. Поскольку каждый из них имеет свои собственные характеристики и подходящее применение, часто бывает так, что они используются по-разному в зависимости от причины ослабления.

Рисунок 4. Типы и формы противооткручивающихся гаек (1)

Рисунок 5. Типы и формы противооткручивающихся гаек (2)

Другая информация о самоконтрящихся гайках

1. Применение принципа клина

Рисунок 6. Принцип клина

Самоконтрящиеся гайки применяют принцип клина для предотвращения «ослабления винта», как описано выше.

За счет эксцентричного выравнивания центральных осей двух отверстий для гаек и затягивания гаек с конической вогнуто-выпуклой посадкой между ними на конических поверхностях гаек создается большая сила трения, предотвращающая ослабление винта. Примером продукта является «жесткая стопорная гайка», которую можно использовать многократно.

2. Увеличение силы трения с помощью винтовой резьбы

Рисунок 7. Принцип действия фрикционной стопорной гайки

Металлическое пружинное кольцо крепится к верхней поверхности гайки и контактирует с наружной резьбой болта для увеличения силы трения, тем самым создавая эффект самостопорящейся гайки. Как правило, это «фрикционная стопорная гайка», а примеры изделий называются «U-образными гайками».

Фрикционные стопорные гайки обладают превосходной термостойкостью и сейсмостойкостью. Примером такого изделия является «нейлоновая вставная стопорная гайка». Другие примеры включают «гайку с фланцем», которая имеет более высокую силу трения на посадочной поверхности для предотвращения ослабления, и «гайку с канавкой», которая крепится штифтом, проходящим через гайку и болт для предотвращения ослабления.