Крепежные детали для надежных соединений

Основные компоненты крепежных соединений

Болт – это крепежный элемент, представляющий собой цилиндрический стержень с головкой, на одной части которого имеется резьба для закручивания гайки.

Графическое изображение болта по стандартам ГОСТ 7805-70 и ГОСТ 7798-70 представлено на рисунке ниже.

Далее представлено реальное фото болта с гайкой в профиль.

Гайка – это крепежное изделие с внутренней резьбой.

Гайки чаще всего делают в форме шестигранника, чтобы удобно закручивать их гаечным ключом. Однако могут встречаться также квадратные, круглые или с насечками и выступами. Основная функция гаек – соединение различных деталей вместе с болтом.

Шайба (от нем. Scheibe) – это деталь, которая помещается под гайку или головку болта (винта) с целью увеличения опорной площади, снижения повреждений поверхности и предотвращения самоотвинчивания крепежного элемента.

Шайбы бывают разнообразными: круглыми, косыми, корончатыми, пружинными (гроверами), стопорными и другими. На сегодняшний день наиболее популярны шайбы, предотвращающие самоотвинчивание.

Пружинная шайба (гровер) представляет собой металлическое кольцо, которое предотвращает самоотвинчивание резьбовых соединений. Она устанавливается между гайкой и поверхностью, к которой крепится деталь.

Проблемы с вибрацией резьбовых соединений

В большинстве случаев перечисленных деталей достаточно для надежной фиксации, но иногда их может быть недостаточно.

Вибрация может ослабить даже крепкие соединения, собранные с использованием различных шайб (гроверы, корончатые и т.д.).

Почему так происходит?

Дело в том, что резьбовые соединения – это разъемные конструкции, которые соединяют детали с помощью винтовой или спиральной поверхности (резьбы).

Это один из самых распространенных видов соединений благодаря множеству преимуществ. Для их стыковки достаточно закрутить две детали с соответствующими параметрами резьбы, а разъединить их – выполнить действия в обратном порядке.

В любом новом резьбовом соединении всегда есть небольшой люфт. Вы можете это проверить: гайка обычно не сидит плотно на болте! Исключение составляют гайки с пластиковым кольцом или аналогичные решения.

Именно этот люфт может привести к отвинчиванию гайки или болта. Гроверы и аналогичные шайбы не всегда помогают, а хранить большое количество гроверов может быть неудобно.

Анаэробные фиксаторы: принцип работы

Анаэробный фиксатор – это однокомпонентный материал, который твердеет при комнатной температуре в отсутствие кислорода.

Жидкий компонент фиксатора остается неактивным, пока контактирует с атмосферным кислородом.

При отсутствии доступа к кислороду, например, при соединении деталей, происходит быстрое отверждение – особенно при контакте с металлом.

Этот процесс можно объяснить следующим образом: при прекращении доступ кислорода к фиксатору образуются свободные радикалы под действием ионов металла (Cu, Fe), что запускает процесс полимеризации.

Полимеризация фиксатора в анаэробных условиях: при постоянном доступе кислорода фиксатор остается в жидком состоянии (1).

При попадании фиксатора в зазор поступление кислорода прекращается (2), пероксиды превращаются в свободные радикалы, реагируя с металлом.

Свободные радикалы способствуют образованию полимерных цепочек (3).

Зафиксированное состояние (4) представляет собой твердую структуру с полимерными цепочками.

Типы фиксаторов и их характеристики

Как это выглядит на практике и как работает? Попробую продемонстрировать и объяснить.

Вот наш болт с гайкой, в компании с очистителем Permabond Cleaner A:

Очиститель помогает достичь более прочного соединения, удаляя жир и загрязнения без следов.

Эти вещества могут оставить пленку, которая ухудшает адгезию фиксатора.

Пока обезжиренные поверхности высыхают, я покажу, как выглядит анаэробный фиксатор в реальности.

Для примера я взял универсальный фиксатор резьбы Permabond A130 средней прочности. Почему именно его? Просто он оказался под рукой.

Классификация фиксаторов по прочности:

• Фиксаторы низкой прочности – Permabond A011. Соединения можно разобрать с помощью обычного инструмента без особых усилий.
• Фиксаторы средней прочности – Permabond A1042, Permabond A113; и Permabond A130. Эти соединения тоже можно разобрать обычным инструментом, но потребуются некоторые усилия.
• Фиксаторы высокой прочности – Permabond HM129, Permabond HH131. Для их демонтажа потребуется специальный инструмент или нагрев выше +30 °С.

Время полимеризации (отверждения) резьбового фиксатора составляет от 5 до 40 минут. Это время зависит от типа фиксатора, металла и условий окружающей среды.

Время фиксации у разных металлов различное. Например, медь и ее сплавы фиксируются за 5 минут, тогда как нержавейка и гальванические покрытия требуют около 30 минут. Для неактивных металлов рекомендуется использовать активатор Permabond A905.

При выборе фиксатора следует также учитывать другие параметры:

• Вязкость (густота) фиксатора
• Условия эксплуатации соединения (рабочая температура, среда, разборное или неразборное соединение)
• Необходимое время фиксации
• Чистота поверхности (обезжиренная или загрязненная)

Практическое применение фиксатора

Вернемся к фиксатору Permabond A130. Вот он в жидком виде на плоской поверхности.

А вот так фиксатор выглядит на наклонной поверхности.

Как было сказано ранее, для полимеризации анаэробного фиксатора нужен металл и отсутствие воздуха. Также можно использовать активатор Permabond A905, который имитирует наличие активного металла и запускает отверждение даже на воздухе.

И вот результат отверждения анаэробного фиксатора.

Он напоминает пластик.

Берем болт, фиксатор Permabond A130 и наносим его на одну из поверхностей детали.

Полезный совет: если вы работаете с глухими отверстиями, наносите клей на дно, а не на крепеж.

Если фиксатор наносится на болт, результат будет следующим.

Теперь спокойно накручиваем гайку.

И вот что происходит в итоге.

Небольшое количество синего фиксатора на поверхности – это излишки. Как с ними справиться?

• Наносить фиксатор в необходимом количестве
• Удалять излишки по завершении сборки ветошью
• Использовать активатор, а затем удалить остатки, к примеру, металлической щеткой

С излишками разобрались, теперь вернемся к тому, что происходит между болтом и гайкой.

Из жидкого состояния Permabond A130 превращается в подобие пластика – этот процесс занимает 20 минут.

Некоторые термины, связанные с полимеризацией анаэробных фиксаторов:

• Начальная прочность – это прочность, при которой изделие фиксируется. Обычно это несколько минут.
• Рабочая прочность – это время, через которое можно начать эксплуатацию соединения. К этому времени соединение достигает ~ 60 % от своей конечной прочности.
• Полная прочность – это 100 % полимеризация, при которой фиксатор проявляет все заявленные характеристики.

Демонстрация результатов

Через час, когда достигается рабочая прочность, соединение, созданное фиксаторами средней прочности, можно раскрутить обычным инструментом.

Также важно учитывать диаметр и длину крепежных деталей, если в будущем потребуется их демонтаж.

Как видно, фиксатор заполнил все пустоты между витками резьбы. То же самое относится к резьбе на гайке.

Заполнив все пустоты и склеив поверхности, фиксатор Permabond A130 обеспечивает надежное крепление резьбового соединения.

В отличие от шайб, фиксация происходит по всей поверхности резьбы, а не только под головкой болта или гайкой. Так что вибрация не сможет ослабить это соединение. А в случае мощной вибрации всегда можно воспользоваться высокопрочными фиксаторами!

Вместо Permabond A130 вы можете использовать фиксатор Permabond A1046 или EFELE 133.

EFELE 133 сочетает в себе уникальные свойства, склеивая поверхности, обеспечивая надежное крепление резьбы и 100 % герметизацию соединений.

EFELE 133 защищает резьбовые соединения от коррозии, влаги и воздействия нефтехимических продуктов, а также предотвращает самоотвинчивание.

Анаэробный фиксатор-герметик EFELE 133 обеспечивает моментально прочное соединение и может использоваться в разнообразных условиях эксплуатации.