czym jest nakrętka zabezpieczająca: zastosowania, kryteria wyboru i wskazówki praktyczne

Nakrętka łącząca odkleiła się w napędzie przenośnika po 240 godzinach pracy, wykazując dwa pełne gwinty luzu na kołnierzu sprzęgła. Złącze zawierało standardową nakrętkę sześciokątną, bez środka zabezpieczającego gwint i bez nakrętki zabezpieczającej. Ta ścieżka – wibracje powodujące luźną nakrętkę aż do zaniku napięcia wstępnego – to jedna z najczęstszych sekwencji awarii w maszynach przemysłowych, a bezpośrednią odpowiedzią na to pytanie jest nakrętka zabezpieczająca.

W tym przewodniku zdefiniowano nakrętki zabezpieczające, wyjaśniono stojące za nimi dwa mechanizmy blokujące, porównano typy, które mają zastosowanie w większości zastosowań inżynieryjnych, a także opisano wybór i instalację, tak aby połączenie śrubowe pozostało szczelne. Jest napisany dla inżynierów projektantów, zespołów konserwacyjnych i pracowników działu zakupów, którzy potrzebują praktycznych wskazówek dotyczących specyfikacji.

O godz Wuxi Sharp Metal Products Co., Ltd. , produkujemy śruby z łbem sześciokątnym, nakrętki sześciokątne i podkładki, a zapasy w magazynie przekraczają 800 ton, dlatego dobór nakrętek zabezpieczających pod kątem rzeczywistych warunków pracy jest częścią naszej codziennej pracy.

Co to jest nakrętka zabezpieczająca i dlaczego ma to znaczenie?

Nakrętka zabezpieczająca to nakrętka odporna na poluzowanie pod wpływem obciążeń dynamicznych, takich jak wibracje, uderzenia, cykle termiczne i odwrócenie momentu obrotowego. Jest gwintowana wewnętrznie jak standardowa nakrętka sześciokątna, ale posiada funkcję blokującą: wkładkę polimerową, odkształconą strefę gwintu, ząbki na powierzchni łożyska lub układ naprężenia gwintu, który zapobiega ponownemu obracaniu się nakrętki ze śruby.

Dlaczego ma to znaczenie w praktyce? W sprzęcie obrotowym standardowa nakrętka może zrzucić większość obciążenia zacisku w ciągu kilkuset cykli wibracji. Akceptowaną metodą pomiaru jest badanie drgań poprzecznych Junkera opisane w normie DIN 25201-4, podczas którego złącze przemieszcza się na boki, gdy pozostaje ono pod napięciem wstępnym. Nakrętka, która utrzymuje większe obciążenie zacisku przez większą liczbę cykli, to ta, która pozostaje dokręcona podczas pracy.

Jak działa nakrętka zabezpieczająca?

Nakrętki zabezpieczające działają poprzez jeden z dwóch mechanizmów: przeważający moment obrotowy, w którym nakrętka opiera się obrotowi w każdym położeniu wzdłuż gwintu, lub blokowanie swobodnego obrotu, w którym nakrętka obraca się łatwo, aż do osadzenia, a następnie tworzy wysokie napięcie lub wymuszone zamknięcie.

Parametrem definiującym jest przeważający moment obrotowy: moment obrotowy potrzebny do obrócenia nakrętki wzdłuż gwintu przed jej osadzeniem w elemencie obrabianym, mierzony w niutonometrach. Jest to wartość, która ulega zużyciu w wyniku ponownego użycia.

Typowe typy nakrętek zabezpieczających i typowe zastosowania

Pięć typów nakrętek zabezpieczających pokrywa większość zastosowań przemysłowych: wkładka nylonowa, odkształcona w całości z metalu, kołnierz ząbkowany, przeciwnakrętka i nakrętka koronowa z kołkiem.

Nie należy używać nakrętek z wkładką nylonową w temperaturze powyżej 121°C, w obszarach narażonych na działanie agresywnych środków chemicznych lub tam, gdzie wirowanie z dużą prędkością powoduje deformację polimeru. Całkowicie metalowe nakrętki odkształcone są standardową odpowiedzią na złącza wysokotemperaturowe, a nakrętki koronowe ze sworzniem są standardową odpowiedzią, gdy obrót jest niedopuszczalny.

Nakrętka sześciokątna DIN934/GB6170 do mocowania standardowego Standardowa nakrętka sześciokątna odpowiednia do ogólnego montażu mechanicznego i połączeń konstrukcyjnych. Łączy się ze śrubami DIN933 lub DIN931, ale w przypadku połączeń narażonych na wysoką temperaturę lub drgania należy rozważyć alternatywę blokowania, jak omówiono powyżej. Zobacz produkt →

Oznaki, że nakrętka zabezpieczająca dobiegła końca:

• Widoczne pękanie, spłaszczenie lub stopienie nylonowego kołnierza
• Nakrętka obraca się swobodnie wzdłuż gwintu, bez oporu w strefie blokującej
• Na nakrętce kołnierzowej ślady ząbkowania są całkowicie spłaszczone
• Zdeformowana część całkowicie metalowej nakrętki nie chwyta już gwintu śruby

Jak wybrać nakrętkę zabezpieczającą do złącza

Wybierz nakrętkę zabezpieczającą, dopasowując temperaturę znamionową, wymagania dotyczące ponownego użycia i kompatybilność gwintu do warunków pracy, a nie według ceny jednostkowej. Najtańszy typ staje się kosztowny, gdy ulegnie awarii i zatrzyma linię produkcyjną.

1. Określ zakres temperatury roboczej w miejscu nakrętki, a nie w temperaturze otoczenia.
2. Policz, jak często złącze jest otwierane podczas konserwacji; określa to wymóg ponownego użycia.
3. Sprawdź długość śruby i występ gwintu; strefa blokowania wymaga pełnego zaangażowania gwintu.
4. Dopasuj materiał nakrętki i powłokę do śruby, używając ocynkowanej stali węglowej do maszyn wewnętrznych i stali nierdzewnej w przypadku narażenia na korozję.
5. Ocenić kierunek drgań; ruch poprzeczny powoduje szybsze poluzowanie nakrętek i ma to miejsce w przypadku, gdy nakrętki zabezpieczające mają największe znaczenie.
6. Klasyfikacja złącza według konsekwencji bezpieczeństwa; użyj nakrętek koronowych z kołkami, gdy obrót jest niedopuszczalny.

W przypadku maszyn wewnętrznych domyślnym połączeniem jest śruba i nakrętka ze stali węglowej ocynkowanej. Nasz przewodnik po gatunki elementów złącznych i powłoki ze stali węglowej wyjaśnia, w jaki sposób gatunek i poszycie zmieniają zachowanie momentu obrotowego i odporność na korozję.

W przypadku połączeń o lekkich obciążeniach, gdzie koszt liczy się bardziej niż niezawodność, klasyczną alternatywą jest podkładka sprężysta, która zapewnia jednak ułamek bezpieczeństwa mocowania nakrętki zabezpieczającej w przypadku rzeczywistych wibracji.

Podkładka sprężysta DIN127 zapewniająca odporność na wibracje Klasyczna, niedroga opcja zapobiegająca poluzowaniu się na skutek wibracji. Zapewnia mniejszą pewność mocowania niż nakrętka zabezpieczająca, dzięki czemu nadaje się do połączeń o lekkich obciążeniach, gdzie koszt liczy się bardziej niż maksymalna niezawodność. Zobacz produkt →

Zasady instalacji zapobiegające poluzowaniu się podczas pracy

Jakość montażu wpływa na działanie nakrętki zabezpieczającej w takim samym stopniu jak sama nakrętka. Czyste gwinty, pełne osadzenie i prawidłowy moment obrotowy nie podlegają negocjacjom w przypadku każdego typu nakrętki zabezpieczającej.

1. Przed montażem sprawdź gwint śruby i gwint nakrętki; usuń brud, zadziory i stare pozostałości środka zabezpieczającego gwinty, które mogą zmienić odczyt momentu obrotowego.
2. Smaruj tylko tam, gdzie pozwala na to konstrukcja nakrętki zabezpieczającej. Utrzymuj nylonową wkładkę w stanie suchym i nałóż lekki olej na odkształcone nakrętki wykonane w całości z metalu, aby zapobiec zacieraniu się na zdeformowanych gwintach.
3. Dokręć nakrętkę, aż całkowicie przylega do powierzchni złącza, a następnie sprawdź, czy strefa blokująca jest całkowicie osadzona na gwincie śruby.
4. Zastosuj moment obrotowy określony dla klasy śruby. Wyższy moment obrotowy nie może skompensować nieprawidłowego typu nakrętki, a zbyt niski moment obrotowy powoduje częściowe zadziałanie mechanizmu blokującego.
5. Oznacz gotowe położenie paskiem momentu obrotowego i zapisz wartość momentu obrotowego w dzienniku konserwacji w celu kontroli podczas serwisu.

Jeśli otwór na śrubę jest zbyt duży lub powierzchnia nośna jest odlana, pomalowana lub miękka, umieść płaską podkładkę pod nakrętką. Bez tego nakrętka wbija się w obrabiany przedmiot, odczyty napięcia wstępnego stają się niewiarygodne, a strefa blokowania traci swoje miejsce.

Podkładka płaska DIN125/GB97.1 do rozkładu obciążenia Płaska podkładka, która rozkłada obciążenie i chroni obrabiany przedmiot, gdy otwory na śruby są zbyt duże lub powierzchnie są odlewane, malowane lub miękkie. Zapewnia niezawodne napięcie wstępne i stabilne osadzenie pod nakrętką. Zobacz produkt →

Po demontażu sprawdź dominujący moment obrotowy przed ponownym zamontowaniem nakrętki zabezpieczającej. Jeśli obraca się swobodnie, wymień go. W połączeniach krytycznych dla bezpieczeństwa należy wymieniać wkładkę nylonową i całkowicie metalowe nakrętki zabezpieczające przy każdym serwisie.

Często zadawane pytania

Czy nakrętkę zabezpieczającą można ponownie wykorzystać?

Tak, ale limit ponownego wykorzystania zależy od rodzaju. Nakrętki z wkładką nylonową są zwykle używane ponownie 10 do 15 razy, zanim dominujący moment obrotowy spadnie poniżej specyfikacji. Całkowicie metalowe zniekształcone nakrętki wytrzymują około 5 do 10 cykli. Ząbkowane nakrętki kołnierzowe i sworznie z nakrętkami koronowymi są traktowane jako elementy jednorazowego użytku w połączeniach o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa.

Kiedy należy zastosować nakrętkę zabezpieczającą zamiast standardowej nakrętki?

Nakrętki zabezpieczającej należy używać, gdy złącze jest narażone na wibracje, wstrząsy, cykle termiczne lub zmianę momentu obrotowego. W przypadku statycznych połączeń o niskim obciążeniu, w których ruch dynamiczny nie stanowi ryzyka i gdzie częsty demontaż ma większe znaczenie niż opór luzowania, należy stosować standardową nakrętkę sześciokątną.

Czy nakrętki zabezpieczające wymagają podkładki zabezpieczającej?

Nie. Nakrętka zabezpieczająca jest samodzielnym urządzeniem blokującym. Dodanie podkładki zabezpieczającej pod nakrętkę zabezpieczającą zmniejsza powierzchnię osadzania i może powodować fałszywy odczyt momentu obrotowego. Używaj płaskiej podkładki wyłącznie w celu ochrony miękkiej lub uszkodzonej powierzchni łożyska.

Jaka jest różnica między nakrętką zabezpieczającą a przeciwnakrętką?

Nakrętka zabezpieczająca to szersza kategoria nakrętek odpornych na poluzowanie. Przeciwnakrętka to specyficzna cienka nakrętka stosowana parami: dwie przeciwnakrętki dokręcone względem siebie tworzą naprężenie gwintu odporne na obrót. Przeciwnakrętki nadają się do wielokrotnego użytku, są niedrogie i przydatne tam, gdzie wysokość jest ograniczona, ale wymagają starannego ustawienia i nie pasują do każdego złącza.