Что такое гайки: общее описание и модификации изделий
- Общая информация
- Конструктивное исполнение
- Состав
- Разновидности гаек
- Видеоописание
- Коротко о главном
В разных областях деятельности мы часто используем тот или иной крепеж, чтобы что-то соединить между собой. Так, гайка – это одно из самых востребованных видов изделий, которое применяются для формирования резьбовых обычно разборных соединений. Рассмотрим основные разновидности крепежных элементов: техническое исполнение, нормативные документы и область применения.
Общая информация
Гайки – это крепежные изделия или детали винтовой передачи, которые используются в комплекте с резьбовыми элементами цилиндрической формы. В качестве последнего могут выступать шпилька, винт и болт. Совместно эти изделия, как правило, образуют разборное соединение между деталями. Такой комплект может быть использован в различных целях. Чаще это декоративная составляющая, сборка нагруженных конструкций, формирование антивандального соединительного узла.
Конструктивное исполнение
Конструктивно изделие обычно представлено в виде цельнометаллической шайбы с разной геометрической формой и размерами. В более привычном варианте - это деталь с шестигранным поперечным сечением, внутри которой имеется отверстие с резьбой под тот или иной стержень с резьбой. Разные виды гаек между собой отличаются геометрической формой и вырезами под инструмент либо устройством для организации лучшего скрепления заготовок между собой.
Состав
В большинстве своем гайки изготавливаются из легированной или нелегированной стали. Они подразделяются на несколько классов по прочности. В частности, для изделий с высотой равной 0,5-0,8 d (d-диаметр) - это 0,4 и 0,5, а если h = 0,8*d, то: 4, 5, 6, 8, 9, 10 и 12. Числовое значение со стократным увеличением указывает на предельное напряжение, которое образуется от оказываемой на образец испытательной нагрузки.
Второй по полярности материал – твердые сорта пластика. Такие гайки, например, входят в сантехнический комплект для крепления сливного бачка на унитазе. Дерево для производства резьбового крепежа реже применяется из-за низкой механической прочности. Как правило, это декоративные изделия.
Разновидности гаек
Выше мы разобрались с тем, что такое гайка в функциональном плане. Внешнее исполнение является критерием для базовой классификации крепежных изделий. Они изготавливаются по разным ГОСТам и служат для решения разных задач:
- Шестигранная.
В классическом исполнении гайки могут иметь высоту от 0,5 до 1,5-3 диаметров. За отчетную единицу применяется наружный диаметр резьбовой шпильки или стержня болта/винта. На основании параметра выделяются низкие, стандартные и высокие гайки. Производство регламентируется, например, ГОСТами 5915-70, 15523-70, 5916-70, 15526-70.
У шестигранных гаек может быть дополнение в виде фланца. Приварные модели изготавливаются по ГОСТу ISO 21670-2015. У них на торце сделаны небольшие выступы под сварку. Самостопорящиеся изделия могут быть цельнометаллическими (7044-2009) или с неметаллической вставкой (7043-2014), с крупным или с мелким шагом резьбы (4161-2013 либо 12126-2016).
Колпачковая гайка иначе называется глухой. Она отличается от стандартной наличием заглушки сферической формы. Изготавливается крепеж по ГОСТу 11860-85. Применяется он для решения эстетических задач и для организации безопасности пользования, например, велосипедом или складским стеллажом.
Еще одна разновидность шестигранных моделей – корончатая (от М12) или прорезная (до М10). В производстве применяются ГОСТы 10606-72, 5918-73, 5932-73 и другие стандарты. Они имеют большую высоту на фоне стандартной гайки, а на одном из торцов сформированы пропилы, что предназначены для формирования неподвижного соединения с использованием шплинта.
Антивандальная отрывная (или срывная) гайка используется единожды, так как ее невозможно открутить (не подлежит). После накручивания элемента шестигранная часть удаляется. А на месте соединения остается конусообразная часть с круглым поперечным сечением и гладкими наружными стенками.
- Пятигранная.
Она относится к разряду антивандального крепежа. Такое соединение сложно разобрать с использованием разводного или трубного ключа из-за отсутствия параллельных граней. Область применения разная, например, автомобильная промышленность.
- Квадратная.
Это крепежные изделия для сборки транспортных средств по ГОСТам 71395-2024 и 71398-2024. Также применяются в производстве мебели. Различаются изделия по высоте и могут быть приварными. Метизы удобны в использовании и в оформлении скрытого соединительного узла.
- Круглая.
Производство регламентировано разными ГОСТами в зависимости от типа гайки (например, 6393-73, 11871-80, 10657-80). Для ручного закручивания на торце выполнена частая насечка (рифленая серия). Для использования инструмента формируются шлицы на грани (шлицевая разновидность крепежа) либо на торцевой части изделия.
- Барашки.
Гайки-барашки изготавливаются по ГОСТу 3032-76. Это цельнометаллические изделия. Они состоят из круглой гайки с гладкими наружными стенками, на торце которой имеются два «крылышка» для ручного закручивания. Последние могут быть округлой или квадратной формы на конце («американская» модель). В ушках по требованию заказчика производитель формирует отверстия. В отличие от большинства стальных разновидностей гаек, эта не подлежит испытаниям на нагрузку.
- Мебельные гайки.
Забивная модель имеет фланец с отогнутыми внутрь шипами. Основная часть сделана в форме цилиндра с гладкой наружной поверхностью. Такая гайка забивается, что позволяет исключить проворачивание соединения внутри деревянной заготовки. Отверстие под крепеж высверливается в соответствии с наружным диаметром основы с резьбой.
Ввертная модель иначе называется мебельной муфтой. Это удлиненная гайка с наружной резьбой, которая имеет широкий шаг. На торце для удобства вворачивания крепежа в отверстие сформированы прорези под шлицевую отвертку.
Гайка Эриксона – это цилиндр с внутренней резьбой и круглая головка с полями и с углублением под шестигранный ключ. Ответной деталью является винт с похожей шляпкой. Используется такой комплект для стяжки деревянных деталей в мебельной конструкции.
Потайная гайка иначе называется бочонком. Она имеет форму удлиненного цилиндра из металлического прута со шлицем на торце. Резьбовое отверстие сформировано по центру в поперечном направлении заготовки. Под гайку и винт создаются два перпендикулярно расположенные отверстия, что позволяет предупредить проворачивание соединения в деревянных заготовках.
Видеоописание
Видео-обзор основных видов шестигранных гаек:
Коротко о главном
Гайка – это крепежное изделие, которое для формирования соединительного узла используется совместно с резьбовой шпилькой, винтом или болтом.
В стандартном исполнении гайка имеет форму утолщенной шайбы с шестигранным наружным поперечным сечением и с отверстием по центру под резьбовую шпильку.
Большинство видов гаек изготавливается из стальных сплавов по требованиям ГОСТов.
Металлические гайки применяются для формирования нагруженных соединений либо для сборки мебели (они не используются для металлических конструкций).
Для закручивания и откручивания гаек предусматриваются сформированные насечки и проушины и/или шлицы, плоские грани.
Резьбовая гайка служит для создания разъемного винтового соединения в паре с болтом, винтом или шпилькой. Она воспринимает осевую нагрузку и обеспечивает надежное стягивание скрепляемых деталей конструкции. Благодаря трению в сопрягаемых резьбах соединение удерживается от самопроизвольного раскручивания при стандартных статических нагрузках.
Шестигранная форма является оптимальным компромиссом между удобством монтажа и прочностью детали. Она позволяет осуществлять затяжку обычным ключом с минимальным углом поворота всего в 60 градусов, что критически важно в стесненных условиях. Меньшее количество граней требовало бы больше пространства для маневра, а большее привело бы к быстрому сглаживанию углов крепежа инструментом.
Основным материалом является углеродистая сталь различных классов прочности для общего машиностроения. Для защиты от коррозии крепеж покрывают цинком гальваническим методом или изготавливают из аустенитной нержавеющей стали марок А2 и А4. В авиастроении и нефтехимии востребованы жаропрочные сплавы и титан, а в электротехнике — цветные металлы, такие как латунь и медь.
Приварная гайка жестко фиксируется на поверхности листового металла методом контактной или дуговой сварки для создания несъемной резьбовой точки. Это необходимо в узлах, где доступ к обратной стороне заготовки ограничен, или толщина листа слишком мала для нарезания собственной надежной резьбы. Специальные выступы на ее торце плавятся при монтаже, обеспечивая прочное монолитное соединение с базовой деталью.
Нейлоновое кольцо в самостопорящейся гайке выполняет роль элемента, предотвращающего самоотвинчивание крепежа при вибрационных нагрузках. При накручивании болта его резьба вырезает канавку в эластичном пластике, создавая плотный радиальный натяг и повышенную силу трения. Учтите, что подобные метизы являются одноразовыми, так как при повторном монтаже полимерное кольцо деформируется и теряет свои стопорящие свойства.
Для стопорения корончатой или прорезной гайки используется металлический разводной шплинт, устанавливаемый в сквозное отверстие на конце болта. Гайка затягивается до расчетного усилия, после чего одна из ее прорезей совмещается с отверстием в стержне. Шплинт продевается сквозь крепежную пару, а его выступающие концы разводятся в противоположные стороны с помощью пассатижей, физически блокируя вращение.
Отрывные гайки применяются для защиты уличных конструкций, ограждений и оборудования от несанкционированного демонтажа и вандализма. При затяжке крепежа шестигранная монтажная головка отламывается в месте сужения при достижении определенного крутящего момента. На месте соединения остается только гладкий конусообразный элемент, который невозможно открутить стандартными гаечными ключами.
Для соединения деревянных элементов применяют специализированные врезные гайки с шипами, резьбовые муфты и гайки Эриксона со скругленной декоративной головкой. Они распределяют нагрузку по большей площади древесной плиты (ДСП, МДФ), предотвращая растрескивание и вырыв волокон. Использование таких метизов позволяет многократно производить сборку и разборку мебели без потери жесткости каркаса.
Американская гайка-барашек отличается от немецкого аналога формой выступающих лепестков: у американского типа они прямоугольные, плоские и штампованные, в то время как у немецкого — округлые и литые. Обе модификации предназначены для быстрой сборки деталей вручную без использования слесарного инструмента. Чаще всего они применимы в конструкциях, требующих оперативной регулировки, таких как штативы, зажимы и хомуты.
Регулировочные круглые гайки со шлицами на внешней поверхности закручивают с помощью специальных радиусных ключей с крюком на конце. Зацеп инструмента вставляется в один из пазов на корпусе гайки, после чего к рукоятке прикладывается вращающее усилие. Использование обычных пассатижей или зубила категорически не рекомендуется, так как это деформирует шлицы и безвозвратно повреждает тело метиза.