В соединение деталей шпилькой входят шпилька, гайка, шайба.
Шпилька – стандартное изделие, представляющее собой цилиндрический стержень, имеющий на одном конце (посадочном) резьбу для ввинчивания в одну из соединяемых деталей, а на другом (стяжном) – резьбу для навинчивания гайки.
Форма и размеры шпилек общего применения приведены в ГОСТ 22032 – 76 – ГОСТ 22043 – 76.
Пример расчета шпилечного соединения
Наборы болтов выбираются с такими же критериями, как прокладки, фланцы, клапаны и т.д. таким образом, класс давления, облицовки и размер, влияют на диаметр болта и длину болта. У наборов болтов много свойств, подобных другим компонентам, особенно свойствам порта. Вам нужно подробное описание семейства, краткое описание, стандарт и стандарт, совместимый с болтом.
Болты помещаются в каталог и определяют выбор, который будет сделан. Определив набор болтов, добавьте его в спецификацию. Ниже мы рассмотрим совместимость соединений. Обратите внимание, что в элементе каталога есть вкладка общих свойств и вкладка размеров. Общая вкладка свойств аналогична вкладке клапанов и фитингов. Это по-разному вычисляет выбор болтов и длину. Если облицовки одинаковы и нет вафельных соединений, длина болта определяется на вкладке размера для набора болтов. Размеры – это размеры номинального диаметра, и они определяют размер болта, количество болтов, необходимых для соединения, а также массу набора болтов.
Шпильки выпускают с метрической резьбой номинальной и повышенной точности с различной или одинаковой длиной ввинчиваемых концов.
Длина L 1 ввинчиваемого резьбового (посадочного) конца шпильки зависит от ее диаметра и материала детали, в отверстие которой завинчивается шпилька, вторым концом она входит в отверстие другой детали без резьбы.
Обратите внимание, что для свойств порта подключения существует только один порт, и единственное свойство, которое необходимо установить, – это номинальный диаметр. В этом случае стандартная длина составляет 4, и для каждого соединения имеется 8 наборов болтов.
Вычисления и таблицы длины болта
Когда рассчитываются длины болтов, длина рассчитывается на основе размеров лицевой стороны пластины и дополнительных толщин прокладок, и эти значения добавляются к длине болта. Чтобы гарантировать, что конечная длина болта соответствует стандартной длине для заказа, отображается таблица длины болта и выбирается следующий самый длинный размер.
Данные о размерах глубины ввинчивания шпильки L 1 в базовую деталь в зависимости от материала детали приведены в табл. 6. Более мягкий материал базовой детали предполагает выбор шпильки с большим размером ввинчиваемого конца.
Таблица 6
Размеры ввинчиваемого конца шпильки в зависимости от материала детали
| Длина ввинчиваемого конца (L1) | Область применения | |
| Сталь, бронза, латунь | ||
| Чугун серый | ||
| Чугун ковкий | ||
| Легкие сплавы | ||
Параметры шпилек с ввинчиваемым концом равным диаметру резьбы шпильки (нормальной точности) по ГОСТ 22032 – 76 приведены в табл. 7. Данные по связи длины шпильки с номинальным диаметром и длиной резьбового конца сведены в табл. 8.
При выполнении соединения деталей с помощью шпилек посадочный конец шпильки ввинчивается в глухое отверстие одной из деталей; на стяжной конец надевается присоединяемая деталь, затем шайба и навинчивается гайка, которая и прижимает детали одну к другой.
Конструктивное и упрощенное изображение шпилечного соединения представлено на рис. 6.
Длина шпильки L (без ввинчиваемого конца) рассчитывается по формуле
L = Ф + m + s + a + c , (2)
где Ф – толщина соединяемой детали;
m – высота гайки;
s – толщина шайбы;
а – запас резьбы;
c – фаска резьбы;
а + с = 0,3 d .
После определения расчетной длины шпильки подбирается по ГОСТу ближайшее стандартное значение L ст в зависимости от диаметра шпильки d (табл. 8).
Рис. 6. Действительное (а) и упрощенное (б) изображение соединений деталей шпилькой
Упрощенное изображение соединения деталей шпилькой вычерчивают по относительным размерам с учетом требований ГОСТ 2.315 – 68. В упрощенном изображении шпилечного соединения конец глухого отверстия детали не показывают.
Пример расчета шпилечного соединения
Для присоединения детали (фланца) толщиной 20 мм (Ф) к базовой детали с помощью шпильки (ГОСТ 22032 – 76 – табл. 7), гайки (ГОСТ 5915 – 70) и шайбы (ГОСТ 11371 – 78) необходимо рассчитать длину шпильки и подобрать стандартную шпильку по ГОСТ 22032 – 76 (табл. 8). Задан параметр резъбы шпильки и гайки М14.
В соответствии с известным номинальным диаметром шпильки, гайки (14 мм), высота гайки, взятая из таблицы 4, составляет 10мм, толщина шайбы – 2,5 мм (табл. 5).
Подсчет длины шпильки по формуле (2) приведен ниже:
L = 20 + 11 +2,5 + 0,3х14 = 3771 мм
Для рассчитанной длины шпильки (37,7 мм) из табл. 8 в первой колонке выбирается ее длина ближайшая к расчетной. В данном примере длина шпильки в соответствии с ГОСТ 22032 – 76 составляет 38 мм.
Шпилечное соединение можно записать следующим образом:
Шпилька М14х38.58 ГОСТ 22032 – 76
Гайка М14.5 ГОСТ 5915 – 70
Шайба 14.01 ГОСТ 11371 – 78
Таблица 7
Шпильки с ввинчиваемым концом L= 1,0 d
(нормальной точности) по ГОСТ 22032 – 76
| Длина шпильки Размеры, мм. | ||||||||||||||
| Номинальный диаметр резьбы | ||||||||||||||
| Шаг Р | ||||||||||||||
| Диаметр стержня d | ||||||||||||||
| Длина ввинчиваемого резьбового конца L | ||||||||||||||
| Размер фаски «С » не менее | для крупного шага резьбы | |||||||||||||
| для мелкого шага резьбы | ||||||||||||||
| Пример условного обозначения шпильки с резьбой М14, мелким шагом 1,5мм, длиной 70мм, классом прочности 5.8: Шпилька М141,570.58 ГОСТ22032 – 76. | ||||||||||||||
Таблица 8
Размеры шпилек, мм
| Номинальный диаметр резьбы d | |||||||||||||
| Длина резьбового конца Lo | |||||||||||||
| Знаком «x» отмечены шпильки с Lo =L -0,5d . | |||||||||||||
Соединение деталей шпилькой применяется тогда, когда нет места для головки болта или когда одна из соединяемых деталей имеет значительную толщину, а также во фланцевых соединениях. В этом случае экономически не целесообразно сверлить глубокое отверстие и ставить болт большой длины. Применение соединения шпилькой уменьшает массу конструкции. Оно состоит из шпильки, шайбы, гайки и соединяемых деталей (рис. 12). Одна из соединяемых деталей имеет углубление с резьбой – гнездо под шпильку. Шпилька ввинчивается в гнездо посадочным концом. Остальные соединяемые детали имеют сквозные гладкие отверстия диаметром , где- диаметр резьбы на шпильке. Длина посадочного конца зависит от материала детали, в которую ввинчивается шпилька. Длина шпильки определяется длиной стяжного конца (второй конец шпильки), длина посадочного конца в длину шпильки не входит.
Виды стандартных шпилек показаны на рис. 13. Области применения шпилек приведены в табл. 1.
Шпилечное соединение деталей с резьбовым отверстием выполняют следующим образом. Сначала высверливают гнездо на глубину , диаметр гнезда определяют по ГОСТ 19257-73. На входе гнезда выполняют фаску. Затем в гнезде нарезают резьбу. Нарезать резьбу на всю глубину гнезда невозможно, так как обязательно будет сбег резьбы. Кроме того, в конце глухого отверстия должен быть недорез, величину которого определяют по ГОСТ 10549-80. Шпилька ввинчивается в гнездо на всю длину посадочного конца (рис. 14). Дальнейшее соединение деталей осуществляется, как и в случае соединения болтом.
Длину шпильки определяют по формуле: ,
где
– толщина присоединяемой детали;
– толщина шайбы;
– высота гайки;
– длина выступающего над гайкой конца шпильки.
Таблица 1
Область применения шпилек
| Длина посадочного конца шпильки | ГОСТ | Область применения | |
| Шпилька класса точности В | Шпилька класса точности А | ||
| Для резьбовых отверстий в стальных, бронзовых и латунных деталях из титановых сплавов. | |||
| Для резьбовых отверстий в деталях из ковкого и серого чугуна. Допускается применять в стальных и бронзовых деталях. | |||
| Для резьбовых отверстий в деталях из легких сплавов. Допускается применять в стальных деталях. | |||
| Шпильки с двумя одинаковыми по длине резьбовыми концами для деталей с гладкими отверстиями. | |||
| Шпильки для фланцевых соединений. | |||
При выполнении конструктивного изображения по условным соотношениям диаметр гнезда под резьбу вычерчивают равным
наружного диаметра резьбы, глубину отверстия
, длину резьбы в отверстии
, длину резьбы на стяжном конце шпильки
, но гладкая часть шпильки должна быть не менее
. На сборочных чертежах допускается изображать резьбу на всю глубину гнезда.
Конструктивное, упрощенное и условное изображения соединения деталей с резьбовым отверстием показано на рис. 12а,б,в соответственно.
Соединение деталей с гладким отверстием шпилькой показано на рис. 15.
