Крепеж и уплотенения

Крепеж и уплотенения

Крепеж — это емкое понятие, которое включает в себя  широкую номенклатуру изделий используемых в строительстве и производстве. Само слово крепеж подразумевает крепкое соединение различных материалов между собой.
Сегодня сложно представить выполнение строительных работ без крепежных материалов, таких как саморезы,  дюбеля, болты, гайки.
Качественный крепеж экономит деньги, повышает производительность и безопасность работ.

Крепёж разделяют на:

  • Строительный:
    1. Анкерный крепеж;
    2. Метрический крепеж — металлические элементы, изготовленные с резьбой по метрической системе мер. Сопрягаемые между собой изделия, например, болты, гайки, шайбы, полностью совместимы. Используются для соединения деталей и подбираются строго под размер отверстия. Находят применение в строительстве и производстве:
      • болт  — имеет стержень с резьбой и головку с наружными гранями для обхвата ключом. Обеспечивает надежное крепление деталей в строительстве, машиностроении и т.д.;
      • винт — состоит из стержня с резьбой и головки со шлицевым углублением под отвертку. Широко используется в строительстве и при сборке мебели;
      • шпилька — представляет собой цилиндрический стержень, полностью или частично покрытый резьбой. Необходим для крепления крупных деталей;
      • гайка — элемент для фиксации болтов, шпилек и винтов. Представляет собой кольцо с внутренней резьбой;
      • шайба — используется в качестве вспомогательного элемента в составе крепежных соединений, располагается между поверхностью детали и гайкой. Предотвращает самооткручивание и расслабление крепежа в нагруженных конструкциях и узлах, подверженных вибрации.
    3. Такелаж;
    4. Дюбельная техника;
    5. Шурупы;
    6. Саморезы;
    7. Специальный крепеж;
    8. Заклепка.
  • Мебельный.
  • Автомобильный.
  • Железнодорожный.

Маркировка изделий:

Основным различием болтов, гаек, шайб является их размер, который определяется типом резьбы. В обозначении крепежа используется сочетание буквы «М» (что обозначает «метрическая резьба») и цифр, значение которых равно диаметру изделия. У шпилек, болтов и гаек используется дополнительный параметр – длина, она тоже указывается цифрой.  Например, шпилька имеет маркировку М6х300. Значит, диаметр стержня составляет 6 мм, а длина равна 300 мм. У шайб и гаек второе значение не указывается.

Крепеж и уплотенения

Уплотнение — процесс получения герметичного или в той или иной степени защищённого соединения деталей, частей машин или двух систем, устройство, предотвращающее или уменьшающее утечку жидкости или газа через зазоры между деталями машин и сооружений, а также защищающее детали от проникновения грязи и пыли.

Уплотняющая прокладка — деталь, торцевое уплотнение, заполняющее пространство между двумя или более сопряжёнными поверхностями при сжатии, как правило, используемое для герметизации (предотвращения утечки) на стыке объединённых объектов.

Фланцевые прокладки (уплотнительные прокладки на стыке труб) бывают различных размеров и классифицируются согласно их внутреннему и наружному диаметру. Кроме того, создано великое множество всевозможных стандартов для уплотнительных прокладок фланцевых соединений труб. Таким образом, уплотнительные прокладки для фланцев можно разделить на 4 основные категории:

  1. листовые прокладки;
  2. гофрированные металлические прокладки;
  3. резиновые уплотнительные кольца;
  4. прокладки спирально-навитые.

Листовые прокладки

Плоские стыки для обеспечения герметичности чаще всего уплотняют листовыми прокладками из упругого материала. Как правило, уплотняющие прокладки устанавливают на крышки резервуаров, работающих под давлением или вакуумом, фланцы трубопроводов и так далее. Материал для изготовления прокладок выбирают в зависимости от условий работы, величины давления, температурного режима и так далее. Для уплотнения соединений общего назначения, обычно применяют прокладочную бумагу, кабельную бумагу (бумагу, пропитанную бакелитом или другими синтетическими смолами), прокладочный картон, прессшпан и другие материалы. При этом наилучшими свойствами обладают прокладки из синтетических материалов (поливинилхлорид и политрифторэтилен). Для соединений, работающих в условиях высоких температур, применяют прокладочные материалы на основе асбеста (асбестовую бумагу, асбестовый картон и другие). Паропроводы чаще всего уплотняют паронитом (композитом асбеста с натуральной или синтетической резиной), который способен выдерживать температуру до 450 °С. Также при высоких температурах применяют листовые прокладки из пластичных металлов — свинца, алюминиевой и медной фольги и так далее. Однако, такого рода прокладки требуют повышенного усилия затяжки. В случае отсутствия необходимости выдерживания точного взаимного расположения соединяемых частей их собирают на мягких прокладках. При этом редко разбираемые соединения уплотняют материалами, которые расплющиваются в стыках: хлопчатобумажной ниткой, проваренной в масле; резиновыми нитками и шнурами. А для уплотнения соединений, работающих в условиях высоких температур применяют просаленные асбестовые шнуры или проволоку из свинца, алюминия или отожжённой красной меди. Кроме того, используют армированные прокладки, в которых упругий материал (резина, пластик, асбест и другие) заключены в оболочку из мягкого металла, например меди или латуни.

Уплотнение жёстких стыков

Возникающая в машиностроении задача уплотнения стыков типа «металл по металлу» с необходимостью соблюдения точного взаимного расположения сопрягаемых деталей решается по-разному.

Неразборные, а также редко разбираемые соединения уплотняют герметизирующими составами (бакелитом, белилами, суриком, жидким стеклом и так далее). В процессе сборки при затяжке соединения избыток герметизирующего состава выдавливается — на стыке образуется тонкая плёнка, которая практически не влияет на точность взаимного расположения сопрягаемых деталей. Следует учитывать, что соединения с использованием герметизирующих составов с трудом поддаются разборке, особенно те, которые собирают вгорячую. Особо точные разъёмные стыки типа «металл по металлу» уплотняют методом тонкой плоскостной обработки (притиркой или шабрением). Притёртые или пришабренные поверхности в процессе сборки покрывают тонким слоем герметизирующей мастики — разведенной на варёной олифе тонкотёртой краски (свинцовые белила, свинцовый сурик, охра и другие), железной пудры или серебристого графита с маслом. Также используют суспензию коллоидального графита в масле. Иногда соединяемые поверхности натирают всухую серебристым графитом.

Также для уплотнения жёстких стыков в канавках, выполненных по всей периферии стыка, устанавливают утопленные упругие прокладки прямоугольного или круглого сечения. При этом в свободном состоянии прокладка выступает над поверхностью стыка на строго определённую величину, которая зависит от материала прокладки и желаемой силы уплотнения. В процессе затяжки стыкуемые поверхности доводят до соприкосновения, при этом материал прокладки деформируется. С целью повышения степени герметичности на уплотняемых поверхностях делают мелкие канавки, в которые проникает деформируемый материал гребенчатой прокладки. Таким образом, при затяжке гребешки прокладки сминаются, образуя ряд канавок, действующих по принципу лабиринтного уплотнения, осуществляя надёжное уплотнение поверхностей.

Уплотнение фланцев

Осуществляют несколькими способами:

  • с помощью прокладки из листового материала — подобные торцовые уплотнения заставляют увеличивать размеры фланца за счёт разноса крепёжных болтов в радиальном направлении,
  • кольцевым шнуром из упругого материала (резины, пластика), заправленным в выточку на торце фланца или корпуса — однако торцовые уплотнения с канавками в теле фланца ослабляют фланец,
  • наиболее удобны конструкции, в которых уплотняющий шнур заводится в выточку в теле фланца, образуя при монтаже с ним единое целое,
  • уплотнения рассчитанные на действие избыточного давления основаны на манжетном эффекте: давление уплотняемой полости заставляет шнур перемещаться в суживающееся пространство канавок, тем самым увеличивая силу прижатия шнура к уплотняемым поверхностям.

Уплотнение цилиндрических поверхностей

Цилиндрические соединения, собираемые на посадках с натягом, как правило, не нуждаются в уплотнении ибо натяг сам по себе надёжно уплотняет соединение даже в условиях значительных перепадов давления. К примеру, в местах соединения поршней со штоками подлежат уплотнению соединения, собранные на центрирующих посадках с зазором и подверженные действию давления. В таком случае уплотнение достигается либо установкой торцовых прокладок, либо установкой колец из упругого материала на цилиндрических поверхностях соединения.

Уплотнение легкосъёмных крышек

Некоторыми особенностями обладает технология уплотнения легкосъёмных крышек (например, крышек смотровых люков, откидных дверок, устанавливаемых на петлях, шарнирах и так далее). Как правило, при этом сила прижатия невелика, а затяжка (в особенности у откидных дверок) осуществляется неравномерно. Подобные крышки традиционно уплотняют толстыми прокладками из мягких, легко сжимаемых материалов (мягкой резины, пластиков, пробки), а для удобства пользования прокладку закрепляют на одной из соединяемых деталей методом вулканизации, на клею или механическими способами.