Резьбовые крепёжные изделия (Обладнання Метали для бізнесу)

О важности крепежных изделий говорит тот факт, что на соединение конструктивных элементов различных систем приходится от 20 до 40% общих расходов, связанных с изготовлением таких систем. При этом значительная доля расходов приходится на оплату рабочей силы, занятой на сборочных операциях. Хотя стоимость крепежных деталей механического узла в среднем не превышает 5%, затраты рабочего времени на операции по соединению деталей составляют немногим более половины общих временных затрат на производство готовой продукции. В результате стоимость крепежных деталей, установленных в собранном изделии, увеличивается в 3-10 раз по сравнению с их начальной стоимостью.
    Наиболее широко крепёжные изделия применяются в машиностроении. Образуемые с их помощью неподвижные соединения делят на два вида: разъемные (выполняемые в основном с помощью резьбовых крепежных изделий - болтов, винтов, шпилек и гаек) и неразъемные (выполняемые различными видами заклепок).
    Согласно классификатору государственных стандартов, крепежные изделия общемашиностроительного применения относятся к группе Г3, которая включает в себя следующие классы: Г31 - болты; Г32 - винты, шпильки; Г33 - гайки; Г34 - заклепки; Г36 - шайбы, шплинты; Г37 - штифты; Г38 - прочие промышленные метизы. В настоящее время разработаны и освоены в различных отраслях машиностроительного комплекса многие виды прогрессивных крепежных изделий, которые отсутствуют в Классификаторе государственных стандартов. Разнообразие крепежных изделий по конструктивным, технологическим, функциональным и другим признакам затрудняет исчерпывающую классификацию и описание их. Однако все крепежные изделия можно разделить на пять групп. Основой классификации является один наиболее характерный признак, определивший название каждой группы, а именно: крепежные изделия массового применения; высокопрочные резьбовые крепежные изделия; крепежные изделия для односторонней постановки и безударной клепки; крепежные изделия для высокоресурсных и герметичных соединений; крепежные изделия для соединения полимерных композиционных материалов.
    Современные технологии получения резьбы
    Наиболее значительную часть крепёжных изделий представляют резьбовые детали. Часто условия работы резьбовых соединений требуют обеспечения высокой точности и повышения механических свойств резьбы и шлицев. В качестве примера можно назвать силовые шпильки и анкерные соединения дизель-моторов, крупные шпильки паровых, газовых и гидравлических турбин, шлицевые валы автомобилей и так далее. Такие метизы изготавливаются в больших количествах из высоколегированных термически обработанных сталей. Нарезание резьбы на таких деталях довольно сложно, трудоемко и не обеспечивает необходимых физико-механических свойств. Поэтому более эффективной является обработка резьбы и шлицев по методу холодной пластической деформации - накатыванием.
    Накатывание винтовых поверхностей представляет собой одну из разновидностей процессов поперечной накатки. Рассмотрим наиболее распространенный процесс накатывания резьбы роликами, при котором из цилиндрических заготовок образуются детали с винтовым профилем. Заготовку, обработанную под накатывание, устанавливают между двумя или тремя вращающимися в одном направлении инструментами, имеющими негативный профиль по отношению к профилю готовой детали. Один из инструментов (роликов) подается в радиальном направлении. Таким образом, процесс накатывания поверхностей можно рассматривать как сочетание вдавливания в заготовку профиленакатных инструментов и прокатки, возникающей при вращении заготовки.
    Основными особенностями происходящей при накатке пластической деформации являются:
    1) возможность значительных деформаций без разрушений деформируемого металла (в том числе коррозионностойких, жаропрочных и других специальных сталей и сплавов);
    2) существенное упрочнение поверхностных слоев в процессе деформации и связанное с этим повышение нагрузочной способности накатанных деталей.
    Многие эксплуатационные свойства деталей машин в значительной степени обуславливаются геометрическими характеристиками микрорельефа и физико-механическим состоянием поверхностного слоя рабочих поверхностей деталей. При накатывании вследствие скольжения, на контакте образуется поверхность, обладающая оптимальной шероховатостью, повышенной твердостью (наклепом), однородной микроструктурой и оптимальной текстурой прилегающих к поверхности слоев материала.
    Прочность накатанного винтового профиля при статических нагрузках выше прочности профиля, обработанного резанием, примерно на 10% при испытании на растяжении и на 20-35% при испытании витков на срез.
    Из приведенных данных следует, что накатывание винтовых поверхностей улучшает физико-механические свойства металла и в большинстве случаев устраняет необходимость последующей термообработки; кроме того, для накатанных деталей вместо высоколегированных сталей можно применять более дешевые углеродистые и малоуглеродистые стали. Это тоже подтверждает целесообразность широкого применения способа накатывания вместо обработки резанием.
    Оборудование для накатывания резьбы
    Двухроликовые профиленакатные станки
    На таких станках заготовка, установленная между роликами на ножевую опору или в центрах специального устройства, будет вращаться в результате действия сил трения, возникающих при соприкосновении роликов с заготовкой. Сила трения возрастает по мере внедрения профиля роликов в заготовку и образования на ней профиля, негативного профилю на роликах.
    Преимущества способа: универсальность процесса, широкий диапазон диаметров накатываемой резьбы (2-200 мм) и шагов (0,35-16 мм), отсутствие ограничения длины накатываемой резьбы (до 2000 мм и больше), высокий предел прочности обрабатываемых заготовок (до 1500 МПа), высокая точность накатанной резьбы (поле допуска 4h и выше), относительная простота конструкции оборудования.
    В настоящее время серийно изготавливаются станки  с давлением накатки от 5 до 60 т. В зависимости от модификации станок может быть оборудован ЧПУ.
    Станки легко оснащаются автоматическими механизмами загрузки и выгрузки деталей, что позволяет широко применить их в автоматических комплексах и линиях для изготовления массовых деталей. При использовании автоматической загрузки станок накатывает до 1200 деталей в час.
    Резьбонакатные головки
    Накатывание не приводным цилиндрическим инструментом осуществляется с помощью резьбонакатных головок  и держателей, устанавливаемых на суппортах универсального оборудования. Использование резьбонакатных головок и устройств расширяет область применения накатывания и обеспечивает получение этим способом точной резьбы на универсальных металлорежущих станках: токарных, токарно-револьверных, одно- и многошпиндельных автоматах. Применение головок и устройств позволяет получать окончательно обработанные детали, удовлетворяющие необходимым требованиям по соосности, биению и стабильности размеров резьбы, не выделяя изготовление резьбы в самостоятельную операцию.
    Современные резьбонакатные головки можно разделить на три основные группы:
1) с продольной подачей тремя роликами с кольцевой нарезкой;
2) с тангенциальной подачей двумя роликами с винтовой нарезкой;
3) с радиальной подачей двумя или тремя затылованными роликами.
    Наряду с положительными свойствами резьбонакатных головок, такими как обеспечение снижения машинного времени в 5-7 раз  по сравнению с нарезанием круглыми плашками, можно сказать, что эта технология не предназначена для крупносерийного производства.
    Накатывание плоскими плашкам
    Накатывание плоскими плашками нашло широкое применение на метизных заводах при изготовлении крепежных деталей обычной точности. Точность накатываемой резьбы - не выше шестой степени по ГОСТ 16093-81. Этот способ имеет следующие преимущества: сравнительно высокую производительность, простоту конструкции оборудования и достаточно высокую надежность его работы, а также простоту конструкции и изготовления инструмента. Недостатки, ограничивающие применение этого способа: узкий диапазон диаметров накатываемой резьбы (1,5-33 мм), предел шага 0,35-3 мм; ограничение длины накатываемой резьбы шириной плашек до 100 мм и предел прочности накатываемых заготовок до 900 МПа. Этим способом трудно получать резьбы на деталях повышенной твердости. Применение плашек специальной конструкции позволяет накатывать за один проход резьбу на самонарезающихся винтах и шурупах.
    Накатывание инструментом ролик-сегмент
    На резьбонакатных автоматах с инструментом ролик-сегмент заготовка прокатывается между вогнутой частью неподвижного резьбового сегмента и непрерывно вращающимся резьбонакатным роликом. Заготовки, поступающие из бункера, периодически подаются звездочкой так, что в зоне накатывания находится одновременно несколько заготовок, параллельно проходящих все этапы формирования резьбы.
    Предел прочности обрабатываемых заготовок до 1400 МПа, точность накатанной резьбы - поле допуска 6g, 8g. Факторы, ограничивающие применение способа: узкий диапазон обрабатываемых деталей (диаметры от 1,6 до 16 мм), длина накатываемой резьбы до 80 мм, шаг резьбы до 2 мм, сложность конструкции и технологии изготовления резьбовых сегментов, сложность конструкции оборудования - планетарных автоматов.
    Современные ноу-хау
    В последние годы приборостроительные отрасли промышленности, всерьез озабоченные технологичностью конструкций приборов  массового потребления: компьютеры, аудио- и видео техника, телефония и т.п., широко применяют при сборке крепежные детали в интегральном исполнении. Пример такой интеграции: винты и гайки с невыпадающей пружинной зубчатой шайбой SEMS и KEP соответственно. Размер резьбы от М3  до М6.
    «Исчезающий» винт. В 2002 году японская компания "Мицубиси" разработала полимерный винт с эффектом "памяти", способный при нагревании разглаживать резьбу, принимая первоначальную форму стержня. После этого его легко извлечь из отверстия без помощи отвертки. По заявлению авторов новинки, это существенно ускоряет демонтаж различной бытовой техники, мобильных телефонов, компьютеров с множеством крохотных винтиков. Последние же потом можно использовать повторно. Температура разглаживания подбирается индивидуально для каждого изделия.
    Методы стопорения резьбовых (болтовых) соединений
    Борьба с ослаблением затяжки резьбовых соединений всегда была актуальной. Простейший и один из самых ранних способов известен, это законтривание болтового соединения дополнительной гайкой, называемой контргайкой. Интересно, что контр-гайкой (с англ.- prevailing torque type nut) называют гайку с пластиковой вставкой DIN985. Наличие напряженного контакта резьбовой части болта и вставки является фактором, определяющим высокие значения сил трения покоя, которые гарантируют надежность соединения.
    Существуют конструкции контргаек, обеспечивающие преобладающий момент затяжки элементами самой гайки, которые образованы небольшими пропилами и слегка деформированы. Контргайки этого типа называют щелевыми контргайками и в зависимости от направления пропилов различают: двухсегментными  (binx type) и кольцевыми (aero type), причем первые обладают большим удерживающим моментом (моментом стопорения).
    Достаточно эффективным способом борьбы с самоотвинчиванием гайки в соединении является применение пружинных, зубчатых и просеченных шайб. Это простейшие пружинные стопорные шайбы, изготовляемые по DIN127, а также зубчатые стопорные шайбы - DIN6797 и стопорные шайбы с просеченными лепестками - DIN6798.
    Проблему повышения надежности резьбовых соединений можно решить способом механической фиксации. Простейший способ основан на использовании корончатой гайки, прорези которой служат упором для шплинта, проходящего сквозь отверстия в радиальной плоскости болта.
    Ещё один способ - использование плоских стопорных шайб с лапками (одной или двумя), при котором положение гайки относительно деталей, соединяемых с помощью болта и гайки, фиксируется при загибания одной из лапок на грань соединяемой детали. Другая лапка шайбы или её сегменты (шайба в этом случае имеет диаметр, превосходящий размер гайки) загибается на грани гайки или головки болта.
    Производители крепежных изделий
    В Украине крепёжные изделия изготавливают, в основном, метизные заводы - «Днепрметиз», «Силур», «Стальканат», Харьковский МЗ и другие, всего около 10 предприятий. В настоящее время украинские заводы-производители входят в объединение метизных заводов Украины "Укрметиз" под эгидой государственного комитета промышленной политики Украины. На предприятиях объединения изготавливается основной объём метизной продукции страны.
    Значительную часть украинского рынка крепёжных изделий занимает продукция польских производителей: WKRET-MET, W & A s.c., INOX, MARCOPOL, ASMET и др. В целом, на украинском рынке активно продвигают свою продукцию около 10 польских производителей крепежной продукции. Кроме этого, восточноевропейских производителей крепежа представляет еще и чешская фирма METALVIS - производитель метрических изделий с классом прочности 4,8; 5,8; 8,8; 10,9, а также изделий из нержавеющей стали А2 и А4.
    Представлена на отечественном рынке и продукция компании FISCHER (Германия), предлагающая широкий выбор крепежа, в том числе большой ассортимент эффективных анкерных креплений для тяжеловесных конструкций. Продвигается на рынке продукция и других компаний, в том числе NORMA* ABC (Германия), MUNGO (Швейцария), BRALO (Испания), DON QUICHOTTE (Голландия).
    Значительную конкуренцию рассмотренным выше производителям, составляют крепежные изделия, изготовленные в странах Юго-Восточной Азии (Китай, Таиланд, Тайвань). Кстати, продукция тайваньских производителей экспортируется во многие страны, в том числе и в высокоразвитые - в страны Европы, в США, Австралию, Японию, Китай.
    Не отстают в освоении украинского рынка крепежных изделий и производители из стран ближнего зарубежья, в частности из России. Доля импорта из России составляет порядка 43% от общего объёма (Китай - 17%, ЕС - 16%).
    Что касается географической структуры экспорта метизов, то по данным «Укрметиза», основными регионами, ввозящими украинскую продукцию, являются страны Европы. Это в основном: Германия, Болгария, Италия, Франция, Греция, Венгрия, Чехия, страны СНГ (в основном: Россия, Беларусь и Молдова, в незначительной мере Узбекистан и Таджикистан), страны Балтии, Турция, Израиль, Иран, ОАЭ, США.
    Реализация и цены
    Условно крепёжные изделия можно разделить на четыре ценовых диапазона:
    1) диапазон низких цен - продукция отечественных производителей и производителей из стран ближнего зарубежья, в первую очередь России;
    2) диапазон умеренных цен - изделия производителей стран Юго-Восточной Азии (Китай, Тайвань, Таиланд);
    3) диапазон средних цен - крепеж восточноевропейских производителей - компании: METALVIS (Чехия), ASMET, W & A s.c., INOX, WKRETMET, MARCOPOL (Польша) и др.;
    4) диапазон высоких цен - продукция компаний развитых стран: ABC, FISCHER (Германия), MUNGO (Швейцария), BRALO (Испания).
По мнению специалистов, в настоящее время украинский потребитель постепенно уходит от тенденции покупать то, что дешевле. На первый план встают вопросы качества, а по этому параметру альтернативы импортным крепежным изделиям, по большинству позиций в Украине нет.
    Реализация крепежной продукции на украинском рынке осуществляется торговыми компаниями и структурными подразделениями производителей. В свою очередь, торговые компании делятся на:
   

  • крупные торговые предприятия, осуществляющие закупку крепежной продукции непосредственно у производителей. В составе продаж этих предприятий крупнооптовые контракты составляют не менее 40-50%. Текущее состояние ассортимента складских запасов не менее 50-60%;   
  • торговые компании, осуществляющие закупку крепежа у импортеров;    
  • специализированные торговые фирмы, занимающиеся розничной и мелкооптовой продажей крепежных изделий. Закупка продукции осуществляется у импортеров (до 10%) и в торговых компаниях;
  • неспециализированные торговые фирмы - розничная продажа крепежных изделий. Закупка продукции осуществляется в торговых компаниях (до 60%) и в специализированных торговых фирмах. 

    По разным оценкам, внастоящее время на отечественном рынке присутствует от 10 до 15 компаний, имеющих широкий ассортимент крепежных изделий. Многие из них - импортеры. Специалисты отмечают, что для успешной реализации крепежа необходимо соблюдать четкий баланс между ценой, качеством и количественным ассортиментом продукции на складе. Зачастую даже при низких ценах, но отсутствии необходимого количественного ассортимента, объем продаж крепежа невысок, хотя общий складской запас крепежных изделий может быть значительным.
Виктор Кириллов
www.mediaprice.com.ua

Аватар пользователя admin

Увидел эту

Увидел эту статью и меня немного удивило 8)

С каких это пор "В Украине крепёжные изделия изготавливают, в основном, метизные заводы - «Днепрметиз», «Силур», «Стальканат», Харьковский МЗ и другие, всего около 10 предприятий."

Особенно "Силур" и "Стальканат" :)

Резьбовые крепёжные соединения

Это по меньшей мере правокация какие на силуре и стальканате "резьбовые крепежные соединения" ???

Аватар пользователя admin

Просто писал,

Просто писал, по видимому, человек, абсолютно далекий от этой тематики

Спасибо, интересная

Спасибо, интересная информация.

---
листогиб ручной

Спасибо,интересно было

Спасибо,интересно было почитать

Ленты новостей