Усі різьбові кріпильні деталі схильні до самовідгвинчування під дією зовнішніх сил, таких як вібрація, вітрові, динамічні та ударні навантаження. Якщо вони надійно не застопорені, то це може призвести до найсерйозніших наслідків. Відомі випадки, коли гайка або болт, що відгвинтилися, ставали причиною поломки механізму і спричиняли важкі аварії. Існує безліч способів запобігання ослабленню різьбових з'єднань, які ґрунтуються або на принципі жорсткого стопоріння (шплінти, відгибні шайби, дріт), або фрикційного, тобто завдяки збільшенню сили тертя (контргайки, пружні шайби, гайки, які самостопоряться).
Як працюють самостопорні гайки?
Як випливає з назви, самостопорна гайка не потребує додаткових стопорних деталей та інших способів захисту від самовідгвинчування. Вона має певний механізм фіксації, що є невід'ємною частиною її конструкції, і це робить її придатною для використання в умовах високої вібрації. Таких самозатискних стопорних гайок розроблено багато видів і кожна з них набула широкого поширення. Як правило, їхнє самоблокування на відповідному різьбленні болта відбувається завдяки підвищенню сили тертя у витках. Наприклад, вона може мати нейлонове кільце або деформовану ділянку різьблення, тобто в ній є деяка частина, яка пружно деформується, щоб забезпечити фрикційну дію.
Що таке гайки з переважним крутним моментом?
Саме так називають самостопорні контргайки багато зарубіжних виробників і розробників цих виробів. За визначенням, «кріпильні деталі з переважним крутним моментом мають автономну функцію, яка створює фрикційну взаємодію між різьбленням сполучуваних компонентів». Гайки, що самостопоряться, не можуть вільно обертатися на відповідних різьбових стрижнях, отже, як під час збирання, так і під час розбирання ви зіштовхнетеся зі значним опором обертанню, для подолання якого потрібне додаткове зусилля. Цей опір і називається «переважним крутним моментом». Що більший ступінь деформації, то вищий необхідний момент для встановлення і зняття. Наприклад, для гайки з нейлоновою вставкою це крутний момент, необхідний для подолання опору волочіння нейлону по сполученій різьбі. Його значення зазвичай не дуже велике порівняно з крутним моментом остаточного встановлення.
Перевага перед гайками вільного ходу
Стопорні гайки, що вільно обертаються, часто покладаються на додатковий стопорячий елемент, такий як стопорна шайба або зубчастий фланець. Однак після початкового ослаблення вони перестають чинити опір відгвинчуванню, що може призвести в швидкості до повного розбирання з'єднання. Кріплення з переважним крутним моментом позбавлене цього недоліку, оскільки після невеликого ослаблення затягування воно продовжує чинити опір подальшому відгвинчуванню через тертя. Навіть за сильних вібрацій деталі, що сполучаються, залишаться згвинченими разом.
Чи можна повторно використовувати гайки, що самостопоряться?
Існують деякі розбіжності з приводу того, чи можна використовувати гайки з нейлоновим кільцем повторно. Пружна і міцна полімерна вкладка набуває своєї початкової форми після відгвинчування, тому їх можна використовувати багаторазово з повною безпекою і без шкоди для ефективності блокування. Але щоразу перед наступним застосуванням важливо визначити ступінь зносу полімерного кільця. За перших ознак втрати пружності або руйнування, краще відмовитися від використання кріплення. Для деяких особливо відповідальних кріплень, наприклад в авіабудуванні, повторне використання взагалі не допускається. Більшість видів суцільнометалевих контргайок зберігають працездатність після декількох складань/розбирань різьбового з'єднання. Але є й один недолік - кожне наступне зняття знижує «переважаючий крутний момент», що знижує ефективність стопорного кріплення. Завжди дотримуйтесь рекомендацій виробника щодо повторного використання самозатискних гайок, мастильних матеріалів для різьблення і значень крутного моменту. Не застосовуйте стандартні значення моментів затягування до кріплення з переважним крутним моментом через додаткове тертя фіксувального елемента.
Попередження: Стопорні гайки з перекосом різьблення вважаються незворотними, тобто не підлягають повторному використанню, тому що після першого застосування в них нарізають нове різьблення, і вони втрачають свою блокуючу здатність.
Наполегливо рекомендується встановлювати металеві контргайки, що стопоряться, ближче до кінця стрижня деталі, що сполучається, оскільки що довший їхній хід у відповідному різьбленні, то вищою є вірогідність зниження їхньої фіксувальної функції та пошкодження різьблення болта.
Крім того, не використовуйте високоміцні суцільнометалеві контргайки з переважанням крутного моменту з сполученими деталями низької міцності, тому що тверда гайка може пошкодити різьблення сполучуваного стрижня.
Де застосовуються?
Самостопорні гайки можна віднести до наукомістких кріпильних деталей, потреба в яких зростає в найрізноманітніших галузях промисловості. Завдяки хорошим стопорним властивостям, їх стали широко застосовувати в автомобілях, літаках, вертольотах, велотехніці, мотоциклах, сільгоспмашинах та іншій техніці, де вони зазнають колосальних вібраційних навантажень. Без них не могли б нормально експлуатуватися вібротрамбовки і зерносушарки. На них покладаються виробники дитячих візків та іграшок. Використання гайок, що самозакручуються, в будь-якому болтовому з'єднанні дає змогу не тільки унеможливити самовідгвинчування кріплення, а й значно підвищити надійність кріпильного вузла без застосування додаткових стопорних кріпильних виробів.
