Пластикові полегшені діелектричні різьбові кріплення

Пластикове кріплення, основні критерії вибору та обмеження застосування

Пластикові гвинти, гайки, шайби та монтажні втулки від Elesa+Ganter були розроблені та впроваджені для конструкцій, де найважливішими вимогами є електрична ізоляція, корозійна стійкість, зменшення маси чи захист делікатних поверхонь деталей, що з'єднуються. Внаслідок різної міцності, теплових і фізичних характеристик, такі кріплення слід розглядати як окрему конструкцію з власними унікальними характеристиками, перевагами та обмеженнями, а не як лише полегшену альтернативу сталевому гвинту чи гайці. При однакових діаметрах, розмірах і формах вони не є прямою заміною сталевого кріплення.

У процесі вибору пластикових кріплень слід розглянути кілька етапів та умов, які вплинуть на вибір чи можливість їх використання.

Визначити призначення та функцію з'єднання.

Пластикові різьбові елементи підходять для:

• кріплення кришок, кожухів чи панелей;
• монтажу електронних компонентів та приладів;
• з'єднання пластикових, композитних і пофарбованих деталей;
• електричного поділу металевих елементів;
• малонавантажених мобільних конструкцій;
• обладнання, що працює у вологому чи хімічно активному середовищі;
• конструкцій, у яких є критичною вимогою зменшення загальної маси;
• м'яких матеріалів та делікатних поверхонь.

Якщо з'єднання є несучим, силовим, страхуючим або безпосередньо впливає на безпеку, пластикове кріплення слід вибирати тільки після розрахунків та випробувань.

Оцінити характер навантаження:

• осьове зусилля, що розтягує;
• поперечне навантаження на зріз;
• можливий вигин кріплення;
• ударні та циклічні навантаження;
• тривалість дії навантаження;
• необхідне зусилля притискання деталей.

Технополімер має меншу жорсткість, ніж сталь. Під тривалим навантаженням матеріал може поступово деформуватися, внаслідок чого початкове зусилля затягування зменшується.

Особливо слід приділити увагу на поперечні силові навантаження, товщини і якість в місці кріплення поверхонь. Пластикові деталі погано працюють при зрізі, що направлен поперек.

Технополімерне кріплення ефективне в малонавантажених з'єднаннях без значних поперечних навантажень, де не потрібно високий і незмінний попередній натяг.

Допустимий момент затягування для конкретної серії та розміру.

Перевищення допустимого моменту може призвести до:

• пошкодження різьблення;
• деформації головки та шліців;
• руйнування кріплення;
• продавлюванню поверхні, що з'єднується;
• появі прихованих тріщин.

Для монтажу рекомендується використовувати динамометричний інструмент або викрутку з обмеженням моменту.

Не допускається застосування ударного гайковерта.

Слід приділити увагу можливому зрізу самої різьби у комбінованих кріпленнях: пластик і сталь.

Температурні обмеження:

Перевірити робочий температурний діапазон за умов конкретного застосування. Слід враховувати, що при підвищенні температури жорсткість та міцність технополімеру можуть значно та нелінійно знижуватися.

Необхідно враховувати:

• максимальну робочу температуру;
• тривалість нагріву;
• температурні цикли;
• одночасна дія температури та механічного навантаження;
• різне теплове розширення пластикових та металевих деталей.

Не слід вибирати пластикове кріплення лише за короткочасно допустимою температурою. Для тривалої роботи допустиме навантаження, внаслідок температурної пластичності, може бути значно нижчим.

Перевірка хімічної сумісності.

Встановити, з якими речовинами контактуватиме кріплення:

• точний склад середовища;
• концентрацію речовини;
• робочу температуру;
• тривалість контакту із агресивними речовинами;
• наявність механічного навантаження під час такої взаємодії. 

Хімічна стійкість поліаміду не означає стійкість до всіх кислот, лугів, розчинників, палива чи технологічних рідин.

При одночасному впливі хімічного середовища, підвищеної температури та навантаження, рекомендується провести практичне випробування на дослідних зразках.

Оцінка вібрацій та ударних навантажень:

Звичайне пластикове кріплення не є самоконтрольним. Для вібронавантажених з'єднань слід застосовувати спеціальні елементи:

• гайки NTS;
• фланцеві гайки NTD;
• стопорні шайби WAA та WAL;
• антивібраційні шайби WAV;
• спеціальні шайби WSV під гвинти із потайною головкою.

Після перших робочих циклів слід перевірити стан з'єднання та збереження зусилля затягування.

Вибір шайби та площа опори з урахуванням матеріалу поверхонь, що з'єднуються.

При кріпленні пластику, композитів, тонкого листа, пофарбованих чи полірованих деталей, важливо зменшити контактний тиск під головкою гвинта чи гайкою.

Слід застосовувати:

• WAD.433 - при обмеженому монтажному просторі;
• WAD.125 - для стандартних з'єднань;
• WAD.9021 — збільшення площі опори на м'яких і тонких поверхнях.

Чим м'якше матеріал деталей при з'єднанні - тим більше повинна бути площа розподілу навантаження в місці кріплення.

Контроль необхідного рівня електричної ізоляції.

Пластикові гвинти, гайки, шайби і втулки можуть розділяти металеві деталі та запобігати прямому електричному контакту, проте їх не можна застосовувати в якості:

• високовольтних ізоляторів;
• елементів із підтвердженими діелектричними властивостями;
• антистатичних або ESD (вибухобезпечних) компонентів;
• як єдиний електричний захист системи.

Для відповідальних електротехнічних вузлів необхідно окремо перевіряти електричні характеристики та їхню відповідність стандартам.

Пластикові гвинти та гайки не слід використовувати як єдиний силовий, несучий або страхуючий елемент:

• у вантажопідйомних механізмах;
• у страхувальних та запобіжних системах;
• для кріплення важких агрегатів;
• у гальмівних та кермових механізмах;
• у з'єднаннях, руйнування яких може призвести до аварії чи травмування;
• при високому попередньому натягу;
• при значних ударних та циклічних навантаженнях;
• у герметичних системах високого тиску;
• поряд із відкритим полум'ям;
• при температурі вище за допустиму для конкретного матеріалу;
• у високовольтних системах без підтвердження електричних характеристик;
• у вузлах, де неприпустиме зниження зусилля затягування.

Для відповідальних конструкцій можливість застосування пластикового кріплення необхідно підтверджувати розрахунком, практичними випробуваннями та періодичним контролем у місцях з'єднання.