Види гайок і технологія їх виробництва

Гайкою називають кріпильний виріб, що має отвір з внутрішнім різьбленням. Металовиріб призначений для створення розбірного з'єднання з використанням болтів, шпильок або гвинтів. Конструктивним елементом для передачі крутного моменту в гайці може служити багатогранник (більшість кріпильних виробів даного типу мають шестигранну форму), шліци, радіальні або торцеві отвори, спеціальні виступи, накатка на бічній поверхні і т. д.

Пропоновані виробниками гайки відрізняються формою, діаметром різьби, висотою, матеріалом, класом міцності, способом затягування і т. д. З цієї статті ви дізнаєтеся, з яких матеріалів і за якими технологіями виробляються кріпильні вироби. Також у тексті перераховані стандарти, що регламентують їх виробництво.

Класична і знайома кожному гайка має форму шестикутника. Така форма стала найпопулярнішою неспроста. Для гайки вона вважається оптимальною, так як відповідає цілому ряду вимог:

• простота монтажу завдяки можливості захопити виріб ключем з будь-якої зручної сторони;
• можливість використання для монтажу різноманітних інструментів, зокрема, ключів різних видів (ріжкових, торцевих, накидних, розвідних);
• мінімальний розхід металу при виготовленні кріпильних виробів, що знижує їх підсумкову вартість.

По висоті гайки шестигранної форми поділяються на три групи:

• низькі;
• стандартні;
• високі.

Стандартна висота металовиробів дорівнює діаметру їх різьблення, помноженому на коефіцієнт 0,8. Відповідно, у низьких гайок висота менше цього показника, а у високих – більше. Шестигранні гайки – універсальні кріпильні вироби, затребувані повсюдно: у промисловості, будівництві, при виконанні побутових ремонтних і монтажних робіт.

Шестигранна форма – найпопулярніша, але далеко не єдина для гайок. Виробники пропонують такі види металовиробів:

• з фланцем;
• корончаті;
• барашкові;
• колпачкові;
• рим-гайки;
• шліцьові;
• натискні;
• для Т-образних пазів;
• самостопорні;
• квадратні.

Деякі види кріпильних виробів, які використовуються частіше за інші, ми опишемо більш докладно.

Корончаті гайки мають шестигранну форму. У верхній частині кріпильних виробів виконані прорізи, завдяки чому вони віддалено нагадують корону. Кількість прорізів, залежно від діаметра металовиробу – від 6 до 8.

Корончаті гайки призначені для створення з'єднань, які в процесі експлуатації будуть піддаватися вібраційних або іншим сильним навантаженням. Для більш якісного закріплення рекомендується стопорение металовиробів контргайкою, шайбою або шплінтом.

Барашкова гайка або гайка-баранець – металовиріб, оснащений спеціальними «пелюстками» або «вушками». Ці додаткові елементи призначені для того, щоб кріпильний виріб можна було відкрутити або закрутити вручну, не використовуючи інструменти.

Гайки діляться на два типи в залежності від форми «вушок»:

• американський – пелюстки з прямими кутами, гайки виготовляються методом холодного штампування;
• німецька – пелюстки округлої форми, гайки виготовляються методом кування або лиття.

Барашкові гайки можуть виготовлятися з опорною площадкою або без неї. Фаска біля основи дозволяє нагвинтити гайку на стяжний болт, уникнувши заклинювання.

Ці металовироби являють собою поєднання стандартної шестигранної гайки і ковпачка у формі півсфери. Ковпачок робить кріпильний виріб малопомітним, надає місцю з'єднання декоративні властивості. Використання колпачковых гайок дозволяє знизити рівень травматизму на виробництві. Кріпильні вироби маскують штирі, зачепивши які можна поранитися.

Навантаження на з'єднання, в яких використовуються гайки даного типу, зазвичай мінімальна. Тому немає необхідності у використанні цих металовиробів спільно з шайбами. Кріпильні вироби застосовуються в парі з болтами, шпильками і гвинтами.

Завдяки використанню колпачковых гайок місце з'єднання можна захистити від корозії. Ковпачок не дозволяє волозі потрапляти під гайку, завдяки чому продовжується термін служби кріпильних виробів.

За допомогою шліцьових гайок фіксуються співвісні деталі. Наприклад, підшипники в автомобільних системах. Металовироби виготовлені у вигляді кільця з пазами. Завдяки шліцам забезпечується простота монтажу і демонтажу кріпильних виробів. Гайки шліцеві випускаються з фаскою і без неї.

Стопоряться гайки шліцеві за допомогою многолапчатых шайб, одна з зовнішніх «лапок» яких заходить в гайковий шліц. Для затяжки металовиробів використовують цангові (радіусні) ключі.

Поєднавши звичайну гайку з монтажним кільцем, отримали рим-гайку. Кільце (рим) дозволяє не тільки закручувати метиз, не використовуючи гайковий ключ, але і застосовується в якості петлі для підвісних кріплень.

Рим-гайки використовуються в парі з будь-яким стрижневим різьбовим кріпленням, в тому числі і з рим-болтами, до яких вони ідеально підходять по конструкції. Кільце служить для фіксації такелажних пристосувань і розтяжок. Крім того, металовиріб може застосовуватися в якості кріплення при буксируванні, а також у складальних виробництвах.

Гайки можуть експлуатуватися в самих різних умовах. Матеріал, з якого зроблені метизи, повинен бути пристосований до умов їх експлуатації. Тільки в цьому випадку можна розраховувати на тривалий термін служби кріпильних виробів.

Велика частина гайок виготовляється з вуглецевої сталі. Це матеріал заслужив популярність завдяки хорошим механічним характеристикам і експлуатаційним властивостям, а також невисокій ціні і простоті обробки. Для виробництва гайок використовують наступні типи сплавів:

• конструкційні вуглецеві якісні – марки Ст.10, Ст.20, Ст.35, Ст.45, Ст.10кп, Ст.20кп. Цифра в назві марки позначає процентний вміст вуглецю в складі сплаву. Ступінь розкислення сталей – спокійна, кипляча;
• конструкційні вуглецеві звичайної якості – марки Ст3кп, Ст3сп;
• конструкційні леговані – марки 35Х, 40Х, 38ХА, 30ХГСА, 40ХНМА.

Вуглецеві сталі вразливі перед корозією. Кріплення може швидко заіржавіти, якщо використовується в умовах високої вологості, впливу агресивних речовин або перепадів температур. Для експлуатації в складних умовах, наприклад, під впливом хімічних речовин, краще використовувати метизи з неіржавіючої сталі. Від іржавіння під впливом вологи кріплення добре захищає цинкове покриття. Для його нанесення на гайки використовуються технології холодного, гарячого, гальванічного та термодифузійного оцинкування.

З нержавіючих сталей для виробництва гайок використовуються переважно аустенітні марки А2 і А4 (AISI 304 і AISI 316). Обидва сплави нетоксичні і проявляють добру стійкість до корозії. Сталь А2 може мати слабкі магнітні властивості при використанні деяких методів обробки, сталь А4 зовсім не магнитится. У складі сплавів практично однакова кількість хрому і нікелю, але сталь А4 додатково містить молібден. Цей компонент підвищує не тільки стійкість до корозії, а також стійкість до впливу кислот, хлору, солоної води. Нержавіючі гайки із сталі А4 можна використовувати в суднобудуванні та прибережному будівництві, вони користуються великим попитом у хімічній промисловості.

З кольорових металів для виробництва гайок найчастіше використовується латунь. Це двох- або багатокомпонентний сплав, основним елементом якого є мідь. В якості легуючих компонентів можуть використовуватися цинк, олово, свинець, нікель, марганець. Латунні метизи добре пручаються корозії, мають привабливий зовнішній вигляд, тому найчастіше використовуються в тих галузях, де важлива декоративність. Наприклад, в меблевому виробництві. Але кріпильні вироби з цього матеріалу коштують досить дорого.

Гайки з вуглецевих сталей випускаються в декількох класах міцності. У металовиробів з нормальною висотою клас міцності позначається однією цифрою від 4 до 12. Ця цифра означає соту частину межі міцності болта, з яким гайка може використовуватися в парі для створення роз'ємного з'єднання. При такому поєднанні при впливі підвищених навантажень стрижень болта руйнується раніше, ніж різьблення, що дозволяє легко виявити дефекти.

Низькі шестигранні гайки зазвичай використовуються в з'єднаннях, що не несуть високою силового навантаження, тому виготовляються з низьковуглецевої сталі. Клас міцності таких металовиробів позначається двозначним числом. Перша цифра – 0 – означає, що кріпильний виріб не призначений для несення силового навантаження. Друге число означає соту частину навантаження, при перевищенні якої зривається гайкове різьблення. Ряд міцності для низьких гайок складається тільки з двох класів – 04 і 05.

Випускаються і особливо низькі гайки, висота яких менше 0,5 d. Ці металовироби використовуються для легких з'єднань і не піддаються будь-яких навантажень. Для них клас міцності не визначається, а вказується лише десята частина мінімальної твердості за шкалою Віккерса.

Зараз використовуються декілька технологій виробництва гайок. Це точіння, гаряча і холодна штамповка. Технології штампування підходять для масового випуску кріпильних виробів. Виробничий процес повністю автоматизований, а втрати матеріалу складають не більше 5-7%. Спеціальне програмне забезпечення дозволяє максимально швидко виконувати всі виробничі завдання.

Незважаючи на розвиток сучасних технологій, деякі виробники як і раніше використовують метод виточування гайок на фрезерних та токарних верстатах. Ця методика відрізняється високою трудомісткістю і низькою продуктивністю, а витрата металу може досягати 40-60% від маси заготовки. Така технологія використовується тільки для виробництва невеликих партій кріплення.

Технологія холодного штампування, передбачає використання холодновысадочных автоматичних верстатів, є однією з найбільш прогресивних і високопродуктивних на сьогоднішній день. Сучасне обладнання дозволяє отримувати близько 300-400 готових виробів в хвилину.

Для виробництва метизів використовуються чотирьох - або пятипозиционные автомати. В якості заготовок застосовується круглий прокат низьковуглецевої, вуглецевої або легованої сталі. Гайки класу міцності 8 і вище піддаються додатковій термічній обробці шляхом загартування з відпуском. П'ятипозиційний процес виробництва вважається більш ефективним, ніж чотирьохпозиційний, так як дозволяє використовувати сталь більшої міцності.

Спочатку з гарячекатаного металу методом волочіння або калібрування отримують заготовку. Потім з неї за п'ять переходів формують виріб з використанням технології холодного штампування.

На першому, другому і третьому переходах проводиться попередня висадка циліндричної заготовки і попередня намітка отвору. На четвертому перехід здійснюється остаточна осаду втулки і остаточна намітка отвору. На п'ятому пробивають отвір під різьбу. Для нарізування внутрішньої різьби використовують спеціальний гайконарізний автомат.

У каталозі компанії «Метизофф» представлений широкий асортимент гайок різної конструкції. У нас ви можете замовити металовироби з нержавіючої та вуглецевої сталі різних класів міцності, а також підібрати відповідні комплекти болтів (гвинтів, шпильок), гайок і шайб для створення різних типів з'єднань. Ми реалізуємо кріплення від вітчизняних і зарубіжних виробників за цінами на 3-10% нижче ринкових. Оптові покупці можуть скористатися знижками, завдяки яким співпрацю з компанією стає ще вигідніше. На всі кріпильні елементи надається гарантія, яка діє протягом трьох років.