Хобби — сделай сам

С необходимостью решения указанной проблемы связано появление в последние годы нового подхода в инженерной практике. Еще на стадии разработки конструкции машины инженер выбирает необходимые крепежные детали из большого числа имеющихся в наличии, а также наиболее подходящий способ их установки. В результате такого подхода достигается существенное повышение надежности и конструктивной безопасности разрабатываемых машин.

Помимо того что многие компании не уделяют должного внимания проблеме крепежных элементов, можно отметить и другое немаловажное обстоятельство, а именно - недостаточность знаний о правильных способах затяжки болтовых соединений. Чтобы затяжка была наиболее надежной, завинчивание гаек должно производиться до момента, непосредственно предшествующего появлению в металле остаточной деформации. При этом достигается наиболее высокое давление в месте затяжки.

Ввиду того что затяжка производится вручную, крупные болты и гайки (диаметром 5/8 дюйма и больше), как правило, недозатягиваются, и наоборот, более мелкие крепежные детали обычно затягиваются слишком сильно.
Для обеспечения нормальной затяжки болтов и гаек используются специальные гаечные ключи и приспособления. В тех же случаях, когда к соединению крепежных деталей предъявляются особо жесткие требования (с точки зрения обеспечения высокой надежности и безопасности), их затяжка осуществляется с использованием электронных устройств автоматического управления, которые получают все более широкое практическое применение. Используемый в этих системах микропроцессор управляет операцией затяжки (в настоящее время ее может выполнять и робот). В основе принципа управления лежит измерение и преобразование величины момента и угла в электрические сигналы. По достижению определенной величины сигналов завертывающее устройство с электрическим приводом выключается.

Контролирование степени затяжки часто позволяет применить более мелкие или относящиеся к более низкому классификационному классу крепежные детали, что может обеспечить экономию в размере 10% на каждую деталь. Для предприятия, которое производит сборку, скажем, 1 млн. машин в год, такая замена крепежных деталей может снизить издержки на 100 тыс. долл. в год. Кроме того, если учесть, что после установки более надежного болтового соединения снизится возврат некачественной продукции для ремонта, то экономия будет еще больше.

Многие крепежные детали работают в агрессивных средах, вызывающих коррозию, или в условиях высоких температур, а иногда при одновременном воздействии обоих факторов. Стандартами предусматривается покрытие деталей, рассчитанных на работу в указанных условиях, специальными составами из фосфата и жидкой смазки или из черного окисла. Для обеспечения повышенной устойчивости к коррозии на поверхность крепежных деталей гальваническим способом наносят цинк или кадмий. Но все эти методы не лишены недостатков. Покрытие цинком и кадмием, например, может повысить хрупкость металла.

В последнее время разработана технология покрытия крепежных изделий алюминием, которая успешно применяется в авиационно-космической промышленности для деталей, рассчитанных на работу в экстремальных условиях, например, в газовых турбинах. Алюминий рассеивается на фосфате или хромате. (sic! - V.V.) Алюминиевые покрытия повышают способность крепежных изделий выдерживать высокие температуры и противостоять воздействию многих жидких химических и органических веществ.

Некоторые успехи достигнуты и в технологии покрытия инструментов, применяемых при холодных способах производства крепежных изделий. Эти инструменты, хотя и изготовляются из высокопрочных и твердых материалов, все же быстро изнашиваются. Самые большие затраты в производстве крепежных изделий связаны с заменой используемых для их производства инструментов. Меры, обеспечивающие продление срока службы инструментов для изготовления крепежных изделий, вкючают различные виды обработки их поверхностей, такие, как цементация, азотирование и гальванопокрытие. Используется также и установка вкладышей из карбида титана или нитрида титана в места, подверженные наибольшему износу. В настоящее время разработана технология нанесения тонкого слоя карбида титана или нитрида титана химическим путем или методом осаждения. Покрытия не только придают инструментам исключительно высокую твердость, но и выполняют роль смазки, которая снижает трение между инструментом и обрабатываемой деталью. Указанные технологические приемы в большинстве случаев повышают срок службы инструментов в три-пять раз.

• J.W. Fisher and J.H.A. Struik. Guide to design criteria for bolted and riveted joints. John Wiley and Sons.. Inc., 1974.
• The heritage of mechanical fasteners. Industrial Fasteners Institute, 1974.
• Standard handbook of fastening and joining, Edited by Robert O. Parmeley. McGraw-Hill Book Company, 1977.
• Якушев А.И. и др. Повышение прочности и надежности резьбовых соединений. - М.: Машиностроение, 1979.
• Мокринский В.И. Производство болтов холодной объемной штамповкой. Под. ред. А.М. Павлова. - М.: Металлургия, 1978.