Гайки

   Гайка, согласно установленной ГОСТом 27017-86 терминологии, является крепежной деталью, в которой проделано резьбовое отверстие. Для передачи момента вращающего усилия она оснащена специальным конструктивным элементом. Таковым может быть не только всем привычный многогранник, например, с 6-ю сторонами, но и шлицы, радиальные и торцевые гнезда, а также боковая накатка. Соединение формируется путем навинчивания гайки на стержень резьбовой шпильки, болта либо на ножку винта.

Области применения:
В основном гайки применяются в механико-сборочных производствах от конструктора детского автомобиля до строительства мостов и других инженерных идей. 

Материал изготовления:

высокопрочные гайки;
нержавеющие гайки;
оцинкованные гайки.

Разновидности гаек:

Шестигранные
Универсальный крепеж, оснащенный гранями, обеспечивающими удобство захвата шестигранным ключом с любого угла.

гайки шестигранные

Высокие
Метизы высотой 0,8-1,2d, использующиеся для соединений, которые поддаются растягивающим и знакопеременным нагрузкам. Высокие гайки существенно повышают ползучесть крепежного соединения, предупреждают его разрушение под нагрузкой, повышают прочность болта при растяжении.

гайка высокая

Низкие
Применяются при устройстве соединений, поддающихся малым растягивающим нагрузкам и работающим на срез.

низкие гайки

Соединительные
По форме напоминают вытянутый цилиндр, используются с двумя винтами или болтами (по одному с каждой стороны) для создания соединений, при эксплуатации подвергающимся повышенным нагрузкам.

гайка соединительная

Фланцевые
Оснащены бортиком (фланцем) с одного конца, который служит встроенной шайбой. Гайки такого типа уменьшают давление на деталь, снижают риск повреждения поверхности, увеличивают надежность  соединения неровных поверхностей. В некоторых моделях на фланце имеются насечки (зубцы), предотвращающие послабление и самоотвинчивание.

гайка фланцевая

Прорезные и корончатые
Для получения ответственных соединений, на которые воздействуют вибрационные, динамические и/или статические нагрузки. Для стопорения гаек на болтах используются шплинты.

Гайки с диаметром резьбы до 10 мм относятся к прорезным, от 12 мм – к корончатому типу. Последний тип метизов также применяется в качестве гаечного замка.

корончатая гайка

Колпачковые
Круглые сферические с куполообразной заглушкой с одного конца, которая защищает резьбу, придает эстетический вид. Исключают воздействие изгибающих нагрузок на болт.

гайка колпачковая

Приварные
Гайки оснащены выступами по трем ребрам для обеспечения контактной стыковой сварки крепежного элемента и основания.

приварные гайки

Стопорные
Оснащены специальным вкладышем, который при навинчивании гайки деформируется и создает трение, чем и предупреждает послабление и самоотвинчивание крепежного элемента, обеспечивает надежность соединения.

стопорная гайка

Квадратные
Используются при скреплении тонколистовых материалов и тонкостенных деталей. Квадратная гайка относится к потайному типу – в процессе монтажа полностью помещается в паз соответствующей формы, монтажное соединение осуществляется путем вращения болта или винта.

квадратные гайки

Круглые
Гайка служит для соединения цилиндрической части детали с поверхностью такой же формы. Применение круглой гайки облегчает работу механических устройств. Круглая гайка используется в машиностроении, станкостроении, при монтаже сантехнического оборудования и и в электронной промышленности.

зайки круглые

Барашковые
Гайки-барашки оснащены двумя металлическими лопастями, с помощью которых крепежные изделия легко закручиваются и откручиваются без использования инструмента. Используется метиз в случае, если необходимо быстро изменить положение скрепляемых деталей, например, при регулировании высоты седла велосипеда или настольной лампы.

гайка барашковая

Кузовные гайки
Состоят из обычной квадратной гайки, которая служит вкладышем, и обоймы – изогнутого элемента, выполненного из пружинной стали. Применяются при сборке транспортных средств.

гайка кузовная

Антивандальная гайка
Конструкция состоит из верхней шестигранной гайки, отвечающей за затягивание крепежа, и нижней – с внешней гладкой поверхностью, исключающей выдергивание гайки.

антивандальные гайки

Мебельные гайки
Забивные
При монтаже располагаются цилиндрической стороной в подготовленное отверстие и забиваются, чтобы острые шипы, расположенные по периметру, вошли в деревянное основание и препятствовали самоотвинчиванию крепежа.

гайка забивная

Ввертные муфты
За счет внешней резьбы гайка вкручивается в готовое отверстие и прочно удерживается в нем. Функционал внутренней резьбы как в стандартной гайке.

муфта ввертная

Гайки Эриксона
Помещаются в сквозное отверстие вместе с подходящим винтом.

гайка эриксона

Потайные
Вкладываются внутрь деталей, затем в полость закручивается винт, образуя высокопрочное крепежное соединение.

потайная гайка

Преимущества:

• Разъемная система. 
• Удобство и практичность.
• Цена. 
• Большой выбор.

Недостатки

• Массивность. В соединении тяжелых конструкций может понадобиться большое количество болтов и гаек. Это отражается на габаритах конструкции. Во избежание таких последствий важно грамотно продумать крепежную систему в конкретном случае.
• Необходим грамотный подход. При выборе метизов нужно правильно подбирать конфигурацию. В противном случае, это может привести к снижению срока эксплуатации.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЕК

Гайки, как крепежные детали, обладают самыми разными свойствами. Ниже представлены лишь основные характеристики, то есть те, которым при выборе подходящего экземпляра, нужно уделять особое внимание

Класс точности

Класс точности гаек определяет величина допусков. Наиболее точный – класс «А», и, наоборот, наименее точный – класс «С». Промежуточный – «нормальная точность» – класс «В».

Производство крепежа данного вида регламентируют несколько Государственных стандартов. Если говорить о наиболее популярных гайках – шестигранных –, то каждому классу точности соответствует определенный нормативный документ. Коротко рассмотрим их основные положения.

Класс «А»

Значения рабочих параметров гаек, отличающихся повышенной точностью размерных характеристик, устанавливают нормы ГОСТа 5927-70. Наиболее важные из них варьируются в таких диапазонах:

• диаметр внутренней резьбовой накатки (номинальный): от 1,0 мм до 48,0 мм;

• высота гайки: минимальная – 1,0 мм; максимальная – 38,0 мм;

• шаг резьбы: мелкий: min 1,0 мм; max 3,0 мм: крупный: min 0,25 мм; max 5,0 мм.

Меткомбинаты при изготовлении гаек с точностью размерных характеристик, соответствующей требованиям класса «В», руководствуются требованиями ГОСТа 5915-70. Этот нормативный документ устанавливает следующие диапазоны изменений наиболее значимых рабочих параметров:

• диаметр резьбы (номинальный): минимальный – 1,6 мм; максимальный – 48,0 мм

• высота гайки: от 1,3 мм до 38,0 мм;

• шаг резьбы: мелкий: min 1,0 мм; max3,0 мм: крупный: min 0,35 мм; max 5,0 мм.

Класс «С»

Производство гаек с грубой точностью размерных характеристик регламентируют положения ГОСТа 5526-70. Установленные им предельные значения наиболее важных параметров таких крепежных деталей выглядят следующим образом:

• номинальный диаметр резьбовой накатки: от 3,0 мм до 48,0 мм;

• высота гайки: минимальная – 3,4 мм; максимальная – 38,9 мм;

• шаг резьбы: min 0,50 мм; max 5,0 мм.

Поле допуска резьбы

Резьба по определению сопрягается исключительно по сторонам профиля накатки. Поэтому в качестве главного показателя, определяющего свойства посадки резьбовой пары, выступает средний диаметр. При установке допусков на значения этого параметра для гаек, эксперты руководствуются требованием недопущения возможности защемления по впадинам и гребням резьбы.

Наибольшее распространение получила посадка с зазором. Для гайки она предполагает равенство двух характеристик: номинального среднего диаметра и наибольшего среднего диаметра резьбовой нити. Узнать, как расположены поля допусков внутренней метрической резьбы, можно, ознакомившись с положениями ГОСТа 16093-2004. В частности, в нем приведен такой рисунок:

Допуски для резьбового диаметра гаек являются показателями производными от принятого квалитета (степени точности). Вышеуказанный нормативный документ устанавливает в отношении диаметров такие соответствия: параметр D2 – квалитет 9*), 8, 7, 6, 5, 4; основные отклонения – Н, G, F, Е. Параметр D1 – 8, 7, 6, 5, 4; основные отклонения те же – Н, G, F, Е. Степень точности диаметра D положениями этого стандарта не установлена. Сноска *) говорит, что такой квалитет действителен только для резьбовой накатки в гайках из пластмасс.

Поле допуска обозначается двумя символами:

• цифра. Она отображает квалитет;

• литера. Указывает основное отклонение.

К точности резьбового сопряжения обычно предъявляются определенные требования. В соответствии с ними для гаек утверждены следующие условные классы точности:

• грубый: 7Н; 7G;

• средний: 5Н; 6Н; 6G;

• точный: 4Н; 5Н.

Класс прочности

Все меткомбинаты – и отечественные, и зарубежные – при производстве гаек ориентируются на требования к их прочностным характеристикам, установленным международным стандартом ИСО 898-2-80. В общем случае его положения подразделяют данный крепеж на 3 категории.

ü С высотой (обозначим этот параметр буквой «В»), изменяющейся в диапазоне 0,45×Д≤В<0,8×Д (здесь и далее литера «Д» обозначает номинальный диаметр резьбового отверстия изделия). Это – гайка низкая или тип «0». Ее прочностные характеристики обозначаются двумя цифрами: первым идет нуль. Он свидетельствует о худшей нагрузочной способности по сравнению с крепежом ниже представленных типов «1» и «2»; вторая цифра – это одна сотая доля от величины номинального напряжения, возникающего от воздействия пробной нагрузки при испытании, проводимом в закаленной оправке. Указывается в МПа.

ü Гайка нормальная (относится к типу «1»). Здесь высота такая: В≥0,8×Д.

ü Гайка высокая (это уже тип «2»). Ее высота примерно равна 0,9×Д, либо превышает результат этой арифметической операции, т.е. В>0,9×Д.

Прочностные характеристики гаек последних двух типов отображаются одной цифрой/числом. Они указывают на класс прочности болта, совместно с которым будет создано надежное соединение.

Ниже в табличной форме указаны диапазоны изменения параметра «Д» с учетом класса прочности, которому соответствует гайка, и ее типа.

 Материал изготовления

Важную роль в обеспечении требуемых технических характеристик гаек играет химический состав сталей, используемых для их изготовления. В этом плане предприятия-производители крепежа данного вида руководствуются положениями ГОСТа 1759.5-87. Так, если рассматривать показатель прочности, то химический состав сплавов в зависимости от класса должен соответствовать данным, указанным в следующей таблице.

Сноски обозначают:

• 1) – когда возникает необходимость в улучшении механических характеристик гаек отмеченных классов прочности, в качестве сырья для их производства могут использоваться сплавы с примесями легирующих компонентов;

• 2) – изготовление гаек отмеченных классов прочности может осуществляться из стали автоматного типа. Но этот вопрос подлежит согласованию заказчиком и производителем. В случае положительного решения уровень содержания химических элементов не должен превышать:

• Рb (свинец) – 0,35%;

• Р (фосфор) – 0,12%;

• S (сера) – 034%.

Номинальный размер резьбы

Профиль метрических резьб нормируют положения ГОСТа 9150-81. Он выглядит, как фигура, известная в геометрии под названием равносторонний треугольник. 

Его исходная высота обозначается литерой «Н». Угол при каждой из его вершин α=60°. Получить номинальный профиль резьбы можно, срезав вершины витков по внутреннему диаметру гайки на Н/4 и по внешнему диаметру болта на Н/8, как это показано на рисунке, содержащемся в данном Государственном стандарте.

Обозначается номинальный диаметр резьбы метрической цифрой/числом, идущим вслед за литерой «M». Например, M6 или M42.

Существует еще один важный параметр резьбы – на рисунке он обозначен буквой Р. Общепринятое название – шаг резьбы. Его определение формулируется так: это расстояние между точками, расположенными посередине одноименных сторон ближайших витков, лежащих с одной стороны резьбовой оси. Шаг бывает двух видов – мелким, а также крупным. Величина последнего в маркировке не указывается. Значение мелкого шага отделяется от номинала знаком «×». Например, M16×1,5.