OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 3 2024 7 TECHNOLOGY доемкости разборочных работ [1, 2]. По разным оценкам до 15–20 % отказов техники в процессе эксплуатации связано с резьбовыми соединениями. Соответственно обеспечение качества сборки резьбовых соединений является одной из основных задач в условиях производства [3, 4]. Надежность резьбового соединения определяется силовым взаимодействием его элементов. При сборке в крепежных и соединяемых деталях необходимо создать напряжения, приводящие к упругим и пластическим деформациям, чтобы обеспечить жесткость и прочность соединения, а также не допустить его самооткручивания. Эти напряжения обусловливаются усилием затяжки резьбы, нормативные значения которого определяются в соответствии с [5]. В процессе работы под действием статических и динамических нагрузок происходит релаксация напряжений в элементах резьбового соединения, что приводит к уменьшению усилия предварительной затяжки и раскручиванию резьбы. С этим связана одна из самых распространенных причин отказов резьбовых соединений [6, 7]. Для снижения вероятности раскручивания резьбы в процессе эксплуатации соединение выполняется с применением контргаек, гроверов и стопорящих шайб, которые обеспечивают дополнительное сцепление по их опорным поверхностям. Однако перечисленные методы не обеспечивают надежного стопорения при вибрационных и циклических нагрузках [8, 9]. Другой значимой проблемой при сборке резьбового соединения является неравномерное распределение усилий по виткам резьбы, что доказано в [10]. Так, более 70 % нагрузки приходится на первые три витка резьбы, что при увеличении момента затяжки может привести к срыву резьбы на этих витках [11]. Таким образом, повышение прочности соединения возможно только за счет увеличения диаметра резьбовых деталей и соответственно увеличения отверстий под них. Масштабы использования резьбовых соединений и их важность при сборке изделий обусловливают актуальность исследований, направленных на совершенствование сборочных операций и повышение эксплуатационных свойств соединений. Решению проблем, связанных со сборкой резьбовых соединений, посвящено значительное количество научных исследований и конструкторских изысканий. Ряд работ направлен на совершенствование элементов резьбовых соединений или добавление новых [12–16]. В патенте [12] предложено решение для уменьшения изгибных напряжений, возникающих в резьбовом соединении при поперечном смещении головки болта вследствие усилия на конце закручивающего устройства. При высоких нагрузках указанные напряжения приводят к повышению вероятности ослабления затяжки. С целью снижения напряжений предложено наносить на сферическую поверхность шайбы антифирикционное покрытие, а на опорную поверхность – фрикционное. В этом случае сила трения на нижней поверхности шайбы будет больше силы трения на сферической поверхности болта. Авторами [13] предложен способ перераспределения нагрузки по виткам резьбы, заключающийся в нарезании в болте пазов с последующей запрессовкой в них пластин из никелида титана. Далее резьбовые детали охлаждаются до температуры ниже –80°С, что приводит к сверхпластичности вставок, и производится сборка. После повышения температуры пластины восстанавливают свою упругость, что позволяет распределить нагрузку от первых витков к остальным. Для повышения надежности стопорения в [14] предлагается на все крепежные элементы соединения помещать термоусадочный колпачок с последующим его нагревом до температуры усадки. В качестве дополнительного эффекта указана защита соединения от коррозии. С этой же целью в работе [15] предложено размещать между наружной и внутренней резьбой тонкостенную трубку, которая при сборке деформируется в осевом направлении, что обеспечивает устойчивость к ослаблению резьбы. В исследовании [16] указано, что наиболее сложной нагрузкой для ослабления гайки является нагрузка, направленная перпендикулярно оси болта. Для повышения надежности соединения разработана конструкция контргайки с пружиной внутри, что дополнительно увеличивает осевую силу. Ряд исследований посвящен воздействию на резьбовые соединения ультразвуковыми колебаниями (УЗ), которые хорошо себя зарекомендовали как при операции сборки, так и для разборки.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1