Отверстие под шпильку. Шпильки резьбовые. Соединения шпильками. Конструкции шпилек

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.

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.

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
		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 .

В состав соединения шпилькой входят: шпилька, гайка, соединяемые детали и, как правило, шайба. В одной из соединяемых деталей выполняется глухое резьбовое отверстие, а в другой сквозное цилиндрическое отверстие. Назначение, конструктивные особенности и изображение соединения деталей шпилькой во многом сходны с болтовым. Разница только в том, что роль головки болта выполняет резьбовой (посадочный) конец, ввинчиваемый в глухое резьбовое отверстие одной из соединяемых деталей. В отдельных случаях это отверстие может быть и сквозным.

Перед выполнением задания следует подробно ознакомиться с типами, изображениями и обозначениями крепежных деталей, входящих в шпилечное соединение, в разделах 8.6 и 8.7 учебника , а также в главах 24, 26, 28, 29 и разделе 9.1 справочника .

В данном задании необходимо вычертить соединение двух деталей шпилькой в трех вариантах:

По действительным размерам, установленным соответствующими стандартами на гайку (ГОСТ 5915-70), шайбу (ГОСТ 6402-70), шпильку (ГОСТ 22032-76, ГОСТ 22034-76 или ГОСТ 22038-76) и ее конструктивные элементы (ГОСТ 10549-80, ГОСТ 12414-66);

По относительным размерам в соответствии с упрощениями, установленными ГОСТ 2.315-68 на шпильку, гайку и шайбу;

Условное изображение по ГОСТ 2.315-68.

В табл. 3 приведены исходные данные для вычерчивания соединения шпилькой в соответствии с индивидуальным вариантом. Толщину (b ) присоединяемой детали следует взять из табл. 2.

Таблица 3

На рис. З, а показаны отдельные детали соединения. Гайка, шайба и шпилька вычерчены по действительным размерам, взятым из стандартов на эти детали.

Длина (l 1 ) посадочного конца и стандарт шпильки определяются в зависимости от материала детали, в которую ввинчивается шпилька.

В табл. 4 приведены данные для определения длины посадочного конца и стандарта шпильки.

Таблица 4

На рис. 3, б изображена деталь с глухим резьбовым отверстием. Глубина (l 2 ) отверстия и длина (1 3 ) резьбы в нем определяются по формулам:

l 2 = l 1 + (6…7)P ;

l 3 = l 2 – l 4 ,

где: l 1 – длина посадочного конца шпильки;

Р – шаг резьбы;

l 4 – недорез резьбы в глухом отверстии.

Величина (С ) фаски резьбы и недорез (1 4 ) определяются по ГОСТ 10549-80 в зависимости от шага (Р ) резьбы.

Слагаемое (6…7)Р , входящее в формулу глубины (l 2 ) глухого резьбового отверстия, учитывает недорез и небольшой запас резьбы, исключающий смятие резьбы на конце шпильки после ее ввинчивания.

Длину (l ) шпильки определяют по формуле для расчета длины болта, уточнив ее до ближайшей, установленной стандартом на шпильку.

На рис. З, в показано действительное изображение соединения деталей шпилькой. Следует отметить ряд особенностей при вычерчивании этого изображения:

Граница резьбы посадочного конца располагается ниже линии стыка соединяемых деталей на величину сбега резьбы по ГОСТ 10549-80 .

Пружинная шайба изображается в сжатом состоянии.

В табл. 5 приведены размеры сбега, недореза и фаски метрической резьбы в зависимости от ее шага.

Таблица 5


Сбег (для наружной резьбы), мм
Недорез уменьшенный (для внутренней резьбы), мм	l 4
Фаска, мм

На рис. З, г показано упрощенное изображение соединения деталей шпилькой в соответствии с ГОСТ 2.315-68, вычерченное по относительным размерам в зависимости от номинального диаметра (d ) резьбы, а на рис. 3, д – условное.

При вычерчивании упрощенного изображения соединения деталей шпилькой следует обратить внимание на следующие особенности:

Сбеги резьб посадочного и гаечного концов шпильки не показываются;

Граница резьбы гаечного конца не изображается и резьба при этом вычерчивается условно на всей длине стержня шпильки;

Часть глухого резьбового отверстия, расположенная за пределами посадочного конца шпильки не показывается.

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
Длина посадочного конца шпильки	Шпилька класса точности В	Шпилька класса точности А	Область применения
			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.

На рис. 117 приведены основные конструкции резьбовых шпилек . Конструкции жесткой шпильки (рис. 117, I) со стержнем диаметром, равным диаметру резьбы, применяются только для коротких шпилек. К недостаткам такой шпильки можно отнести: жесткость, невыгодность по массе, затруднительность применения высокопроизводительных способов накатывания, фрезерования и шлифования резьбы (для точных резьб) и т. д. Часто применяют облегченные шпильки (рис. 117, II, III) с уменьшенным диаметром стержня, равным внутреннему диаметру резьбы или меньшим его (в среднем диаметр стержня делают равным 0,6—0,8 наружного диаметра резьбы). Их преимущества заключаются в равнопрочности шпильки в нарезной и гладкой частях, податливости, меньшей массе, возможности применения высокопроизводительных способов изготовления резьбы и т. д.

Гладкий поясок (а) у навертного конца шпильки (рис. 117, II), применявшийся в ранних конструкциях облегченных шпилек, сейчас обычно не делают; нарезной конец шпильки переводят плавной галтелью непосредственно в стержень (рис. 117, III). Устранение пояска значительно облегчает изготовление резьбы, которая в данном случае может быть нарезана напроход.

Посадочный размер шпильки в корпус зависит от материала корпуса (рис. 118, I—IV). На практике в ответственных соединениях глубину ввертывания делают значительно большей, чем указано на рис. 118.

При ввертывании в корпуса из хрупких (серого чугуна) или мягких (алюминиевого, магниевого, цинкового сплавов и т. д.) материалов применяют крупные резьбы (минимальный шаг резьбы 1,25—1,5 мм). Для навертного конца шпильки (под гайку) могут быть применены (для шпилек большого диаметра) мелкие резьбы.

Во избежание ошибок при ввертывании шпилек в тех случаях, когда резьбы (и формы) ввертного и навертного концов шпилек одинаковы (рис. 119, I), ввертной конец метят, например, закруглением его торца (рис. 119, II), углублениями (рис. 119, III, IV) и т. д. Лучше всего предупредить возможность ошибок конструктивно: применением на ввертном и на вертном концах резьб различного шага или диаметра.

Способ ввертывания шпилек существенно влияет на прочность соединения. Применяют три способа ввертывания шпилек в корпуса:

1) с упором шпильки в торец корпуса (рис. 120, I);

2) с упором конца шпильки в днище (рис. 120, II, III) или в последние витки нарезного отверстия корпуса (рис. 120, IV);

3) с торможением шпильки в отверстии применением посадок с натягом (рис. 120, V или самостопорящейся резьбы (рис. 120, VI).

При ввертывании по первому способу в теле шпильки возникают растягивающие напряжения (максимальные у первых витков и уменьшающиеся по направлению к последним виткам). В материале корпуса создаются сжимающие напряжения с примерно таким же законом изменения вдоль оси соединения. При предварительной затяжке такого соединения в шпильке возникают дополнительные напряжения растяжения, а в корпусе — дополнительные напряжения сжатия (от действия притягиваемой детали). При нагружении соединения растягивающей силой в шпильке увеличиваются еще больше напряжения растяжения. Напряжения сжатия в корпусе уменьшаются в результате уменьшения силы прижатия детали и появления растягивающих напряжений.

При ввертывании шпильки по второму способу в теле шпильки возникают сжимающие напряжения (максимальные у конца шпильки и убывающие по направлению к первым виткам). В материале корпуса создаются растягивающие напряжения с примерно таким же законом изменения вдоль оси соединения. При предварительной затяжке такого соединения у первых витков шпильки создаются растягивающие напряжения: сжимающие напряжения у конца шпильки несколько уменьшаются. В материале корпуса под действием притягиваемой детали возникают напряжения сжатия, а напряжения растяжения у днища отверстия ослабевают.

При нагружении соединения рабочей растягивающей силой напряжения растяжения у первых витков шпильки увеличиваются Напряжения сжатия, возникшие в материале корпуса при предварительной затяжке, уменьшаются в результате отхода притягиваемой детали. Зато напряжения растяжения у днища отверстия увеличиваются.

Следовательно, при первом способе ввертывания рабочие напряжения в шпильке больше, а рабочие напряжения в корпусе меньше, чем при втором способе. Таким образом, первый способ более подходит для корпусов из низкопрочных материалов (алюминиевых и магниевых сплавов), второй способ — для корпусов из высокопрочных материалов (стали).

Поскольку шпильки применяют в основном в корпусах из легких сплавов, первый способ более распространен, чем второй.

При третьем способе ввертывания ни в теле шпильки, ни в материале корпуса не возникает существенных дополнительных напряжений. Напряжения сжатия в теле шпильки и растяжения в материале корпуса, обязанные натягу в резьбе, при применяемых величинах натяга незначительны. Благодаря отсутствию дополнительных напряжений этот способ наиболее выгоден по прочности.

В отличие от способа ввертывания шпилек до упора в торец корпуса, точно фиксирующего осевое положение шпильки, способ завертывания по посадке с натягом требует контроля глубины ввертывания для получения заданной высоты выступания навертного конца шпильки над притягиваемой деталью.

Способ установки шпильки на конической резьбе (рис. 120, VI) по прочности равноценен способу крепления за счет натяга, но применим лишь в случаях, когда допустимы некоторые колебания длины свободного конца шпильки.

В тех случаях, когда это позволяет конфигурация корпуса, ввертный конец шпильки дополнительно крепят гайкой (рис. 121, I), что увеличивает прочность соединения. Применяют также способы затяжки конца шпилек гайками (рис. 121, II, III) по типу болтового соединения.

На рис. 122, I—VIII показаны конструкции шпилек, завертываемых с упором в торец корпуса.

Шпильки обычно завертывают «солдатиками», надеваемыми на навертный конец шпильки (рис. 123). При этом возникает опасность скручивания длинных шпилек. Кроме того, «солдатики» вытягивают резьбу и поэтому неприемлемы для точных резьб. В дополнение ко всему этот способ непроизводителен: навертывание и отвертывание «солдатика» занимает много времени. Лучше способ завертывания за лыски (рис. 122, IV) или шестигранник (рис. 122, V, VI), расположенные непосредственно у ввертного конца шпильки. Однако в таком случае приходится предусматривать в притягиваемой детали гнездо под завертный элемент, что усложняет ее механическую обработку.

Наиболее приспособлен для механизированной сборки способ завертывания шпильки за гладкий поясок, примыкающий к навертному (рис. 122, VII) или (лучше) к ввертному концу (рис. 122, VIII). Завертывание производится ключами (или шпильковертами) с эксцентриковыми зажимами или с самозатягивающимися роликами (по типу роликовых колес свободного хода).

В этом случае на шпильках необходимо предусмотреть цилиндрические участки (а), длина которых должна быть согласована с размерами головки шпильковерта.

Способы увеличения сопротивления усталости узла установки шпильки в соединениях, подверженных повышенным циклическим нагрузкам. сводятся к увеличению длины нарезной части шпильки (рис. 124, I), введению разгружающих выточек и шеек (рис. 124, II—IV) на участках перехода от резьбы к гладкой части стержня, введению разгружающих выточек на корпусе (рис. 124, V), погружению резьбового соединения в корпус (рис. 124, VI). Наиболее действенный, но не всегда применимый по габаритным условиям способ — увеличение диаметра резьбы (рис. 124, VII).

Во избежание самоотвертывания шпильки устанавливают в корпусе по посадке с натягом, а часто еще дополнительно стопорят.

На рис. 125 показаны некоторые способы стопорения шпилек в корпусе. На рис. 125, I изображен способ стопорения обжимом материала корпуса вокруг шпильки кольцевой оправкой. В конструкции на рис. 125, II стопорение достигается введением в нарезное гнездо вкладки из упругого материала (нейлона и т. п.), создающей натяг в соединении.

В конструкции на рис. 125, III натяг в резьбе достигается разделением резьбы шпильки на два пояса, один из которых слегка осажен относительно другого. На рис. 125, IV показана самоконтрящаяся шпилька, в разрезной ввертный конец которой установлен конический стержень (а). На последних стадиях ввертывания конус, упираясь в днище гнезда, разжимает разрезной конец шпильки, создавая натяг в соединении. Самоконтрящаяся шпилька на рис. 125, V предназначена для установки в корпуса из пластичных металлов. Ввертная резьба отделена от гладкого цилиндрического пояска выточкой; при завертывании упорный буртик шпильки, сминая первые витки резьбы, загоняет материал корпуса в выточку, образуя кольцевой замок вокруг шпильки. Тот же эффект постигается приданием упорному буртику конической формы.

При ввертывании шпилек в корпуса из мягких металлов следует учитывать пластическую деформацию металла под упорным буртиком шпильки, сопровождающуюся вспучиванием металла и образованием вокруг шпильки кольцевого валика (рис. 126, I). Для устранения этого явления и обеспечения плотного прилегания стягиваемых поверхностей нарезное гнездо корпуса снабжают фаской (рис. 126, II) или выточкой (рис. 126, III). Иногда фаски делают одновременно в корпусе и притягиваемой детали (рис. 126, IV).

При ввертывании шпилек (особенно по посадке с натягом) в глухие нарезные гнезда следует учитывать, что в замкнутом пространстве гнезда воздух сжимается. Это явление может оказаться опасным, если учесть, что удельный объем воздуха резко возрастает от нагрева при сжатии. Известны случаи, когда бобышки гнезд разрывались под давлением сжатого в гнезде воздуха.

В целях устранения этого явления в бобышках выполняют отверстия для выхода воздуха (рис. 127, I, II). Иногда воздух выходит через канавки (рис. 127, III) или отверстия в теле шпильки (рис. 127, IV) (при коротких шпильках). Применение последних двух способов (рис. 127, III, IV) нежелательно, так как они ослабляют шпильки.

Иногда увеличивают объем остающегося после завертывания шпильки глухого пространства изменением глубины нарезного отверстия или с помощью выборок в торце шпильки (рис. 127, V). Объем определяют с учетом термодинамических законов так, чтобы при завертывании не возникали опасные давления.

В корпусах из мягких металлов шпильки устанавливают на промежуточных нарезных втулках (футорках) (рис. 128, I и II), которые изготовляют из стали (реже из бронзы) и ввертывают в корпус, как правило, по посадке с натягом. На рис. 128, III, IV показаны футорки с упругими «воротниками», позволяющие обеспечить равномерное распределение нагрузки между витками резьбы шпильки. На рис. 128, V дан пример стопорения футорки в корпусе. Разрезной конец футорки разжимается в гнезде коническим хвостовиком шпильки, упирающимся в зегер, введенный во внутреннюю резьбу футорки.

На рис. 128, VI изображен способ одновременного стопорения футорки и шпильки. Разрезные концы футорки после нарезания внутренней резьбы подгибают к центру, а затем нарезают наружную резьбу. При завертывании конец шпильки, надвигаясь на коническую часть резьбы, разжимает разрезные концы, благодаря чему создается натяг как во внутренней, так и во внешней резьбе футорки.

На рис. 128, VII представлена самоврезающаяся футорка для установки в корпусах из мягких материалов (в том числе из пластиков). В конструкции на рис. 128, VIII футорке придан вид витой пружины ромбического профиля; витки заходят одновременно во впадины резьбы в корпусе и на шпильки. Эта конструкция позволяет равномерно распределить нагрузку между витками резьбы.

В некоторых случаях требуется ввести жесткую поперечную связь между корпусом и притягиваемой деталью, например, для восприятия действующих на соединение сдвигающих сил или для точной фиксации притягиваемой детали относительно корпуса. Помимо известного способа фиксации с помощью установочных (контрольных) штифтов, применяют способ фиксации установочными элементами, включенными в конструкцию шпильки. Эти элементы могут быть выполнены на шпильках в виде центрирующих поясков, входящих в точно обработанные гнезда в корпусе и в притягиваемой детали (рис. 129, I, II).

При этом способе трудная задача — одновременное завертывание шпильки в корпус и посадка центрирующего пояска в корпус — обычно решается применением посадок с зазором для ввертного конца шпильки. Лучше конструкция, при которой центрирующий элемент выполнен отдельно в виде втулки, устанавливаемой концентрично со шпилькой (рис. 129, III, IV).

На рис. 129, V, VI показаны случаи одновременной фиксации двух притягиваемых деталей относительно друг друга и относительно корпуса.

Соединения на шпильках, как и всякие резьбовые соединения, подвергают при сборке предварительной затяжке, влияющей па работоспособность и герметичность узла. Силу предварительной затяжки определяют расчетом или экспериментально. Она зависит от материала стягиваемых деталей, соотношения податливости шпильки и стягиваемых деталей, условий работы стыка, требуемой степени его герметичности и, наконец, от рабочей температуры соединения.

В ответственных соединениях силу предварительной затяжки строго контролируют. Затяжку производят динамометрическими ключами. Регламентируют также порядок затяжки отдельных шпилек в многобольшим размером; затяжку обычно производят в два приема (предварительно и окончательно) с соблюдением в каждом случае определьного порядка затяжки.

При затяжке длинных податливых шпилек возникает опасность скручивания их моментом сил трения в резьбе. При этом в теле шпильки возникают нежелательные, иногда значительные напряжения, причем динамометрическим ключом будет регистрироваться момент, скручивающий шпильку, а не сила затяжки.

При стопорении гаек «на корпус» следует учитывать еще одно явление: шпилька, скрученная при затяжке, с течением времени в результате вибраций, пульсации нагрузки и т. д. «отдает», ввертываясь в резьбу гайки, вследствие чего первоначальная сила затяжки меняется.

У длинных податливых шпилек предусматривают средства, предупреждающие скручивание при затяжке: навертный конец шпильки снабжают пазом, четырехгранником, шестигранником и т. д., за которые держат шпильку при затяжке (рис. 130, I—IV). Сборка соединения при этом усложняется. Способ, при котором навертный конец шпильки постоянно зафиксирован от проворота шайбой (а) (рис. 131), в свою очередь, зафиксированной «на корпус», совершеннее (но конструктивно сложнее).

Концы длинных шпилек после центрирования в корпусе часто отклоняются от своего номинального положения (иногда настолько, что не представляется возможным надеть на них притягиваемую деталь). Сборщики прибегают в таких случаях к правке шпилек по месту — способу, который никак нельзя рекомендовать, потому что при этом в теле шпильки возникают дополнительные напряжения.

В поисках рационального решения используют несколько путей:

— первый путь — соблюдение строгой перпендикулярности осей нарезных отверстий под шпильки относительно торца корпуса, то же — для отверстий под шпильки в притягиваемой детали; соблюдение строгой прямолинейности шпилек и параллельности среднего диаметра резьбы шпилек относительно оси шпилек;

— второй путь — увеличение податливости шпилек и применение посадок с зазором для резьбовых деталей (с последующим их стопорением каким-нибудь способом).

Делаются попытки центрировать концы шпилек в отверстиях притягиваемой детали с помощью точно обработанных поясков на стержне шпильки, входящих в точно обработанные отверстия в притягиваемой детали (рис. 132, I), с помощью «висячих» гаек, центрированных в детали непосредственно (рис. 132, II), или через подкладную втулку (рис, 132, III).

Однако эти способы не исключают необходимости центрирования шпильки, а, наоборот, усиливают эту необходимость. Их ценность заключается в том, что они автоматически, без вмешательства сборщика, устанавливают шпильки на их место при надевании притягиваемой детали (или при завертывании гайки). Если упругие деформации шпилек при этом невелики, то указанные способы можно считать приемлемыми, как облегчающие сборку.

На рис. 133 представлена конструкция концевого узла шпильки с комбинированным центрированием и уплотнением завертного конца. Если шпильки устанавливают в отверстиях большого диаметра (рис. 134, I), то необходимо принять меры против «шатания» шпилек при затяжке. Способы центрирования концов шпилек в этом случае показаны на рис. 134, II—IV.

Как и для крепежных деталей всех видов, в тяжелонагруженных шпилечных соединениях целесообразно устанавливать навертные гайки на сферических опорных поверхностях (рис. 135, IIV), обеспечивающих самоустановку гаек и уменьшающих изгиб стержня шпильки.