Загальні класифікації кріплень
Кріпильні деталі є основними компонентами в машинобудуванні, які виконують основну функцію з’єднання або закріплення кількох частин. Різноманітність інженерних застосувань призвела до розробки великого діапазону типів кріплень, які можна систематично класифікувати за кількома різними критеріями.
Класифікація за основними функціями
Різьбові кріпленняпредставляють найбільш поширену категорію, покладаючись на спіральні нитки для створення затискної сили завдяки механічній перевагі. До цієї групи належать болти, гвинти, шпильки, гайки та різьбові вставки. Болти — це кріпильні деталі із зовнішньою різьбою, призначені для вставлення через отвори в зібраних деталях, зазвичай призначені для використання з гайкою. Гвинти подібні за зовнішнім виглядом, але зазвичай зачіпаються внутрішньою різьбою одного з компонентів, що з’єднуються. Шпильки — це різьбові стержні без голівки з різьбленням на обох кінцях, призначені для постійного загвинчування в один компонент, одночасно приймаючи гайку на протилежному кінці для складання.
Без{0}}різьбові кріпленняохоплюють заклепки, шпильки, стопорні кільця та ключі. Заклепки створюють нероз’ємні з’єднання шляхом пластичної деформації кінця хвостовика після вставлення. Штифти забезпечують точне розташування та вирівнювання між компонентами, одночасно витримуючи навантаження на зсув. Стопорні кільця, включаючи стопорні кільця та E-затискачі, закріплюють компоненти аксіально на валах або в отворах. Шпонки передають крутний момент між валами та маточинами в механічних системах передачі енергії.
Еластичні застібкивикористовувати силу пружини для підтримки цілісності суглоба або забезпечення функціональності блокування. Пружинні шайби, шайби Бельвіля та хвилеподібні шайби компенсують ослаблення, спричинене термічним циклом або вібрацією. Натяжні штифти та пружинні дюбелі покладаються на радіальну пружну силу для утримання в отворах.
Класифікація за приводом і механізмом залучення
Метод, за допомогою якого крутний момент прикладається до кріплення, становить ще одну фундаментальну вісь класифікації. Кріпильні елементи із зовнішнім приводом включають болти та гвинти з шестигранною головкою, болти з квадратною головкою та фланцеві болти з дванадцяти-точками, які закріплюються гайковими ключами або торцевими гайками. Кріплення з внутрішнім приводом використовують виїмки всередині головки, включаючи шестигранні гнізда (Allen), Torx, Robertson, Phillips, Pozidriv та щілинні приводи. Кожен тип приводу пропонує суттєві переваги щодо ефективності передачі крутного моменту, стійкості до кулачків, доступності інструменту та сумісності з автоматизацією.
Захист-захисне кріплення містить спеціальну геометрію приводу, розроблену для запобігання несанкціонованому видаленню, зокрема варіанти три-крила, гайкового ключа, односторонніх-гвинтів і штифтів--розетки.
Класифікація за стилем голови
Конфігурація головки визначає зачеплення інструменту, характеристики опорної поверхні та естетичну або функціональну інтеграцію з зібраними компонентами. Панорамні головки мають низький широкий профіль із плоскими опорними поверхнями. Потайні головки, включаючи плоскі та овальні різновиди, сидять на одному рівні з поверхнею матеріалу або під нею через конічну посадку. Круглі голови забезпечують куполоподібний відкритий профіль. Сирні головки та головки циліндрів пропонують високі циліндричні профілі для глибокого зачеплення гнізд. Головки-кнопки та головки ферм забезпечують широкі, низькі профілі, розподіляючи затискне навантаження на великі площі. Спеціальні стилі головок, такі як головки з фланцями, головки з шайбами та головки з кришками, відповідають конкретним вимогам до підшипників, ущільнень або зазорів.
Класифікація за формою різьби та стандартом
Геометрія різьби принципово відрізняє сімейства кріплень. Метрична різьба відповідає стандартам ISO 261 та ISO 965, характеризується кутами боків 60- градусів і розмірами, указаними в міліметрах. Уніфіковані дюймові різьби, які регулюються ANSI/ASME B1.1, так само використовують профілі 60-градусів, але з розмірами в дюймах. Різьба британського стандарту Whitworth має бокові кути 55- градусів і заокруглені гребені та корені, що є історично важливим, але тепер значною мірою замінено. Трубна різьба, включаючи NPT і BSP, містить конус для герметичного ущільнення. Трапецієподібні та кулькові різьби служать для передачі енергії, де висока ефективність і навантажувальна здатність переважають характеристики самоблокування стандартних V-подібних різьб.
Спеціалізовані форми різьблення включають само-різьблення для листового металу та пластику, конструкції-формування різьби, які витісняють матеріал без видалення стружки, і подвійні-нарізи, що забезпечують швидке зачеплення.
Класифікація за матеріалом і механічними властивостями
Вибір матеріалу для кріплення враховує міцність, стійкість до корозії, температурну здатність, вагу та вартість. Кріпильні вироби з вуглецевої та легованої сталі домінують у загальному машинобудуванні, класифіковані за класами властивостей, що вказують на міцність на розрив і коефіцієнт текучості. Клас міцності 4.8 представляє низько-вуглецеву сталь із помірною міцністю, тоді як класи 8.8, 10.9 і 12.9 позначають прогресивно вищу міцність через середньо-вуглецеву та леговану сталь із термічною обробкою. Марки нержавіючої сталі, переважно аустенітної A2 (еквівалент 304) і A4 (еквівалент 316), забезпечують стійкість до корозії з класами міцності 50, 70 і 80, що вказує на рівні міцності. Нержавіюча сталь із мартенситним-загартуванням забезпечує вищу міцність із зниженою стійкістю до корозії.
-Кольорові матеріали включають титанові сплави для надзвичайного співвідношення міцності-до-ваги та стійкості до корозії в морській воді, мідні сплави для електропровідності та анти-задирних властивостей, алюмінієві сплави для легких застосувань і-на основі нікелю суперсплави для роботи при підвищених температурах.
Класифікація за обробкою поверхні та покриттям
Обробка поверхні підвищує стійкість до корозії, змінює характеристики тертя або забезпечує візуальну ідентифікацію. Гальванічний цинк із хроматним конверсійним покриттям, що виглядає як кольоровий цинк (жовтий райдужний колір) або білий/блакитний цинк (прозорий), забезпечує жертовний захист від корозії. Механічне цинкування та покриття з лускоподібного цинку є альтернативою без ризику водневої крихкості. Гаряче цинкування-зануренням створює товсті шари цинку для важких-застосувань поза приміщенням. Фосфатне покриття покращує адгезію фарби та забезпечує помірну стійкість до корозії. Оксидне чорніння забезпечує декоративне покриття з обмеженим захистом. Удосконалені покриття включають Dacromet і Geomet для високої-стійкості до корозії, PTFE та Xylan для низького-тертя та хімічної стійкості, а також нікель без електроліту для рівномірного покриття на складних геометріях.
Класифікація за областю застосування
Спеціальні галузеві-вимоги породили спеціальні категорії кріплень. Конструкційні сталеві кріпильні елементи для будівництва та мостів, які регулюються такими стандартами, як EN 14399, наголошують на попередньо натягнутих високо- болтах із відповідними системами болтів, гайок і шайб. Аерокосмічні кріплення вимагають надзвичайного співвідношення міцності-до-ваги, стійкості до втоми та можливості відстеження через сертифікацію матеріалів і контроль партії. Автомобільні кріпильні елементи збалансовують економічну ефективність із надійністю в умовах вібрації, температурних циклів і корозійного середовища. Для морських кріпильних виробів пріоритетом є стійкість до корозії в морській воді, часто використовуються кремнієва бронза, монель або титан. Електронні кріплення підкреслюють мініатюрність, не-магнітні властивості та точний контроль крутного моменту. Харчові та фармацевтичні кріплення потребують санітарних конструкцій, які усувають щілини та полегшують очищення, часто з нержавіючої сталі з полірованими поверхнями.
Класифікація за спеціальними функціональними ознаками
Замкові кріпленнямістять механізми, що запобігають-самоослабленню під дією вібрації. Переважні крутні гайки використовують деформовані нитки або нейлонові вставки для створення опору тертю. Усі-металеві контргайки виконують подібну функцію через зачеплення різьби або механічну деформацію. Шайби з зубчастою або ребристою поверхнею збільшують тертя під головкою болта або гайкою. Клейкі нитки-фіксуючі суміші забезпечують рідку фіксацію, яка застосовується під час складання.
Ущільнювальні кріпленняінтегруйте ущільнювальні елементи для утримання тиску або рідини. Ущільнювальні гвинти та болти містять ущільнювальні кільця, прокладки або різьбові герметики. Порожнисті кріпильні елементи дозволяють вводити герметик. Спеціальні форми різьблення створюють посадки з натягом, створюючи ущільнення через пластичну деформацію.
Регульовані застібкидозволити зміну натягу-після складання. Стяжки регулюють натяг троса або штанги. Гвинти з домкратом забезпечують точне регулювання положення. Гвинти з буртиком і шліцеві кріплення дозволяють змінювати силу затиску без повного розбирання.
