Гост 1491-80 винты с цилиндрической головкой классов точности a и в. конструкция и размеры (с изменениями n 1, 2)
Содержание:
Другие важные параметры и показатели работы гребного винта:
От скорости вращения движителя зависит интенсивность хода судна, на котором он установлен, но и этот параметр имеет оптимальные показатели. В среднем это до 300 оборотов в минуту, для крупных лайнеров оптимальны показатели не выше 200. Обусловлено это тем, что высокие скорости увеличивают износ деталей двигателя, ощущающих наибольшую нагрузку, а это приводит к поломкам, незапланированным ремонтам или окончательному прихода в негодность дорогостоящего механизма.
Устанавливать ось вращения гребного винта рекомендуется в горизонтальной плоскости, это улучшает параметры его работы. При наличии наклона гребного вала возникает «косой» поток воды, обтекающий лопасти, в результате чего производительность движителя снижается, и чем выше этот угол, тем больше снижение КПД. Первые потери мощности ощутимы уже при появлении разницы в 10 градусов.
Особого внимания требует оснащение крупных и тяжелых водных судов, используемых в промышленности или обороне. Так, для танкеров, атомных ледоколов, авианосцев и прочих судов большого водоизмещения актуально наличие и возможность передачи высокой мощности. Для этого их оборудуют двух или трех вальными установками, а также устанавливают по несколько винтов. Чаще всего это 4 движителя, расположенные симметрично. Одним же из важных параметров винтов для арктических ледоколов считает прочность, т.к. они должны иметь возможность дробить толщи льда при движении не только вперед, но и назад.
Механические свойства резьбового соединения
Механические свойства болтов, крепёжных винтов и шпилек
Механические свойства болтов, крепёжных винтов и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей по [ГОСТ Р 52627-2006 (ISO 898-1:1999) при нормальных условиях характеризуют 11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Первое число, умноженное на 100, определяет номинальное значение предела прочности на растяжение в Н/мм², второе число (отделённое точкой от первого), разделенное на 10, — отношение предела текучести к номинальному пределу прочности на растяжение. Произведение этих чисел, умноженное на 10, определяет номинальный предел текучести в Н/мм².
Механические свойства гаек
Гайки из углеродистых нелегированных и легированных сталей по ГОСТ Р 52628-2006 (ISO 898-2:1992, ISO 898-6:1994) разделяются по классу прочности (d — номинальный диаметр резьбы):
- 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12 — для гаек с нормальной высотой, равной или более 0,8d, и крупной резьбой;
- 5; 6; 8; 10; 12 — для гаек с нормальной высотой, равной или более 0,8d, и мелкой резьбой;
- 04; 05 — для гаек с номинальной высотой от 0,5d до 0,8d.
Класс прочности для гаек с нормальной высотой указывает на наибольший класс прочности болтов, с которыми они могут создавать соединение, то есть на первую из цифр в обозначении класса прочности соответствующего болта.
Для гаек с номинальной высотой от 0,5d до 0,8d первая цифра «0» указывает на более низкую нагрузочную способность резьбового соединения с такой гайкой, а вторая цифра, умноженная на 100, соответствует номинальному напряжению от пробной нагрузки при испытаниях.
| Класс прочности болта | Материал | Напряжение от пробной нагрузки | Предел текучести, не менее | Предел прочности на растяжение, не менее | Маркировка болта | Маркировка гайки | Класс гайки |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| По ГОСТ Р 52627—2006, ISO 898—1:1999 | |||||||
| 5.8 | Низко- или среднеуглеродистая сталь | 380 МПa | 420 МПа | 520 МПа | 5 | ||
| 8.8 | Среднеуглеродистая сталь, закалённая и отпущенная | 580 МПа | 640 МПа, (условный предел текучести) | 800 МПа | 8 | ||
| 10.9 | Углеродистая сталь с добавками. Легированная сталь | 830 МПа | 940 МПа, (условный предел текучести) | 1040 МПа | 10 | ||
| По SAE J429 | |||||||
| 2 | Низко- или среднеуглеродистая сталь | 55 ksi | 57 ksi | 74 ksi | 2 | ||
| 5 | Среднеуглеродистая сталь | 85 ksi | 92 ksi | 120 ksi | 5 | ||
| 8 | Легированная сталь | 120 ksi | 130 ksi | 150 ksi | 8 |
| Болты | Применяемые гайки | Предел прочности на растяжение Rm, МПа | Предел текучести ReL, Rp0,2, МПа | Относительное удлинение после разрыва A, % | Ударная вязкость KU, Дж/см² | Твердость по Бринеллю, НВ | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Класс прочности | Марка стали | Класс прочности | Марка стали | |||||||
| номин. | мин. | номин. | макс. | |||||||
| 3.6 | 10, 10кп | 4 | Ст3кп, Ст3сп | 300 | 330 | 180 | 25 | — | 90 | 238 |
| 4.6 | 20 | 5 | 10, 10кп, 20 | 400 | 420 | 240 | 22 | 55 | 114 | 238 |
| 4.8 | 10, 10кп | 320 | 14 | — | 124 | |||||
| 5.6 | 30, 35 | 6 | Ст5, 15, 15кп, 35 | 500 | 520 | 300 | 20 | 50 | 147 | 238 |
| 5.8 | 10, 10кп, 20, 20кп | 400 | 10 | — | 152 | |||||
| 6.6 | 35, 45, 40Г | 8 | 20, 20кп, 35, 45 | 600 | 600 | 360 | 16 | 40 | 181 | 238 |
| 6.8 | 20, 20кп | 480 | 8 | — | ||||||
| 8.8 | 35, 35Х, 38ХА,45Г 40Г2, 40Х, 30ХГСА, 35ХГСА, 16ХСН, 20Г2Р | 9 | 35Х, 39ХА | 800 | 830 | 640 | 12 | 60 | 238 | 318 |
| 9.8 | 10 | 40Х, 40ХГСА, 16ХСН | 900 | 900 | 720 | 10 | 50 | 276 | 342 | |
| 10.9 | 12 | 30ХГСА | 1000 | 1040 | 900 | 9 | 40 | 304 | 361 | |
| 12.9 | 12 | 30ХГСА, 40ХН2МА | 1020 | 1200 | 1080 | 8 | 30 | 366 | 414 |
Количество лопастей гребного винта:
Основной разницей в конструкции гребных винтов является количество лопастей, обеспечивающих коэффициент полезного действия (КПД) устройства. Так, наиболее высоким КПД обладает движитель, имеющий всего две лопасти, но он эффективен лишь при малых дисковых отношениях (около 0,5). При повышении шага дисковых отношений до 1-1,5 (отношение площади спрямленных лопастей к площади самого диска) обеспечить прочность лопастей очень сложно, поэтому используют их лишь на водных судах, где нагрузка на винт приближена к минимальной (гоночные яхты) или винт используется как вспомогательное средство движения (парусно-моторные суда).
На малых судах наибольшее распространение получили гребные винты, имеющие 3 лопасти. Четырех и пяти лопастные движители применяются обычно на крупных водных судах, океанских лайнерах, где их основными задачами считаются не скорость хода транспорта, а обеспечение тишины и уменьшение вибрации.
Краткая история
Долгое время считалось, что резьбовое соединение, наряду с колесом и зубчатой передачей, является великим изобретением человечества, не имеющим аналога в природе. Однако в 2011 г. группа ученых из Технологического института Карлсруэ опубликовала в журнале Science статью о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус, обитающих на Новой Гвинее. Оказалось, что лапы этих жуков соединены с телом с помощью вертлуга, который ввинчивается в коксу (тазик) — аналог тазобедренного сустава у насекомых. На поверхности вертлуга расположены выступы, напоминающие конический винт. В свою очередь, поверхность коксы также снабжена резьбовой выемкой. Такое соединение обеспечивает более надежное крепление конечностей, чем шарнирное, и гарантирует ведущему древесный образ жизни насекомому большую устойчивость.
Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале нашей эры. Однако из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.
Широкое применение болты и гайки нашли в XV столетии. Они соединяли подвижные сегменты брони доспехов и части часовых механизмов. Станок немецкого первопечатника Иоганна Гутенберга, созданный в период между 1448 и 1450 годами, имел резьбовые соединения, детали его скреплены винтами.
Конгруэнтные винтам отдельные детали с резьбой на внутренней стенке цилиндра, специально служащие для крепления, то есть гайки, возникли лишь полторы сотни лет спустя. В начале семнадцатого столетия появилось резьбовое соединение, сходное с современным. Первоначально шаг резьбы был дюймовым, и только в начале XIX века французы ввели в обиход метрическую резьбу. Гайки нашли широкое применение в различных сферах техники, и, подобно всякому часто используемому предмету, стали совершенствоваться и изменяться по своей форме, размеру, материалу и функциональному предназначению. Возникли гайки квадратные, восьми- и шестигранные, колпачковые («глухие»), прорезные (корончатые), барашковые.
Применение болта
Болт не только сжимает сопрягаемые детали, но также предотвращает их сдвиг. Поэтому перед соединением в них необходимо просверлить специальное калиброванное отверстие, равное по диаметру утолщению на ножке болта. Например, для крепежа М10 отверстие должно быть ровно 10 мм, если диаметр отверстия будет отличаться – детали не будут надёжно закреплены от сдвига. На хвостовике с резьбой размещают шайбу, затем закрепляют соединение гайкой. Если место соединения подвержено вибрации, то дополнительно используют шайбу гровера, препятствующую самовольному откручиванию гайки.
Применение болтов при ремонте автомобиля
Правила эксплуатации
Даже самые прочные и надежные гребные винты отличаются повышенной уязвимостью, это наиболее хрупкая часть лодки. Ниже приведен список правил, соблюдение которые повышает безопасность и положительно сказывается на эксплуатационном сроке устройства:
- Реверс разрешено включать только при полной уверенности, что гребному винту хватает глубины. Лучше не рисковать лишний раз и несколько раз оттолкнуться от мелководья при помощи весел.
- Необходимо следить за состоянием лопастей, поскольку любые деформации, неровности и выбоины мешают полноценному функционированию винта и способны вывести его из строя.
- При прохождении судна возле наиболее проблемных участков водоема, которыми являются мелководья и разнообразные подводные препятствия, нужно не забывать пользоваться гидроподъемом.
- Постоянно нужно следить, чтобы гребной винт даже кратковременно не соприкасался с поверхностью дна – это является основным условием для обеспечения длительной службы.
Основные различия
Выше были рассмотрены основные характеристики резьбового крепежа, применяемого в различных целях. Осталось выяснить, чем всё-таки отличается резьбовой болт от винта. Оба они имеют ножку с нарезанной внешней резьбой. Головка различной формы практически не отличается в обоих случаях.
Вспоминая назначение крепежа, стоит заметить, что винт ориентирован для соединения деталей стягивая их, а болт, кроме стягивания, также должен предотвращать смещение деталей относительно друг друга. Это основное отличие резьбового болта от винта. Болт имеет утолщение между шляпкой и резьбовой частью, а у винта резьба подходит к самой шляпке. Это основное и единственное отличие, в остальном винт и болт идентичны между собой. Эта разница между резьбовым болтом и винтом определяет сферу применения обоих крепёжных изделий.
Виды
Болтовые соединения могут быть разными в зависимости от применяемого крепежного элемента. Они классифицируются по назначению, устройству, точности и форме.
По сфере применения
- Лемешный. С помощью таких изделий крепится, к примеру, лемех плуга на сельхозтехнике.
- Мебельный: треть стержня, расположенная ближе к головке, не имеет резьбы. Шляпка обычно гладкая и не выступает над поверхностью.
- Дорожный: применяется для ограждений, тонких листов металла, пластика или дерева. Головка полукруглая, под ней находится квадратный подголовок, позволяющий прочнее зафиксировать отдельные детали.
- Машиностроительный: отличается высокой прочностью и устойчивостью к факторам среды.
- Путевой: для соединения рельс. Резьба может доходить только до середины стержня.
Угол увода лопастей
Угол увода лопасти гребного винта
Угол увода лопасти – это угол поворота кромки лопасти относительно основания. Угол увода позволяет изменять ход и подъем вашего катера, а также обеспечивать отличную устойчивость при волнении и при высокой установке мотора. Угол увода выражается в градусах. Высокий угол лучше подходит для скоростного применения, особенно при высокой установке двигателя, где есть риск проскальзывания и кавитации. Помогает поднять нос судна и уменьшить смачиваемую поверхность. Однако, для некоторых легких и быстрых катеров слишком большой увод лопасти может способствовать их меньшей стабильности на воде, в этом случае лучше выбрать гребной винт с меньшим уводом лопасти. Низкий угол вызывает меньшую нагрузку на двигатель. Помогает удержать нос лодки в низу. Является более распространенном и универсальным.
Использование
Вследствие того что наиболее распространенным вариантом мебельных винтов является именно конфирмат, на его примере можно посмотреть, как правильно закрутить винт.
Рассмотрим алгоритм работы.
- Для стягивания 2-х деталей придется, соответственно, сверлить два отверстия. Одно – в первой детали, и оно будет соразмерно диаметру головки винта, второе – в торцевой части второй детали, и диаметр его соразмерен резьбовой части.
- Обычно берутся для такого действия сверла 5 и 6 мм. Но можно найти и комбинированное сверло, способное сверлить отверстия сразу. Это комфортнее для сборщика, так как переставлять сверла не потребуется.
- Заворачивать конфирмат нужно деликатно. Прекрасно, если получится сделать это вручную или, если все же используется шуруповерт, поставить его на малую скорость. Иначе резьба винта превратится в сверло, разбивающее отверстие.
В следующем видео рассказывается о мебельном соединении.
