Пластиковые облегченные диэлектрические резьбовые крепления

Пластиковый крепёж, основные критерии выбора и ограничения применения

Пластиковые винты, гайки, шайбы и монтажные втулки от Elesa+Ganter были разработаны и внедрены для конструкций, где важнейшими требованиями являются электрическая изоляция, коррозионная стойкость, уменьшение массы и защита деликатных поверхностей соединяемых деталей. В следствии различных прочностных, тепловых и физических характеристик такие крепления следует рассматривать как отдельную конструкцию с собственными уникальными характеристиками, преимуществами и ограничениями, а не как облегчённую альтернативу стальному винту или гайке. Они не являются прямой заменой стального крепежа того же диаметра, резьбы, формы и присоединительных размеров.  

В процессе выбора пластиковых креплений следует рассмотреть несколько этапов и условий, которые повлияют на выбор и возможность их использования

Определить назначение соединения, какую функцию выполняет крепёж.

Пластиковые резьбовые элементы подходят для:

• крепления крышек, кожухов и панелей;
• монтажа электронных компонентов и приборов;
• соединения пластиковых, композитных и окрашенных деталей;
• электрического разделения металлических элементов;
• малонагруженных мобильных конструкций;
• оборудования, работающего во влажной или химически активной среде;
• конструкций, в которых критично уменьшение общей массы;
• мягких материалов и деликатных поверхностей.

Если соединение является несущим, силовым, страхующим или непосредственно влияет на безопасность оборудования, пластиковый крепёж следует рассматривать только после расчёта и испытаний.

Во вторую очередь оценить характер нагрузки:

• осевое растягивающее усилие;
• поперечную нагрузку на срез;
• возможный изгиб крепления;
• ударные и циклические нагрузки;
• продолжительность действия нагрузки;
• необходимое усилие прижима деталей.

Технополимер имеет меньшую жёсткость, чем сталь. Под длительной нагрузкой материал может постепенно деформироваться, вследствие чего первоначальное усилие затяжки уменьшается.

Особо уделить внимание на поперечные силовые нагрузки, толщины и качество соединяемых поверхностей в месте крепления. Пластиковые детали плохо работают на поперечный срез.

Технополимерный крепёж эффективен в малонагруженных соединениях без значительных поперечных нагрузок, где не требуется высокий и неизменный предварительный натяг.

Допустимый момент затяжки для конкретной серии и размера. 

Превышение допустимого момента может привести к:

• повреждению резьбы;
• деформации головки и шлицов;
• разрушению крепления;
• продавливанию соединяемой поверхности;
• появлению скрытых трещин.

Для монтажа рекомендуется использовать динамометрический инструмент или электрическую отвёртку с ограничением момента.

Не допускается применение ударного гайковёрта.

Особо следует уделить внимание возможному срезанию резьбы при использовании комбинированного крепежа, состоящего из пластиковых и стальных элементов.

Температурные ограничения:

Проверить рабочий температурный диапазон в условиях конкретного применения. Следует учитывать, что при повышении температуры жёсткость и прочность технополимера могут значительно и нелинейно снижаться.

Необходимо учитывать:

• максимальную рабочую температуру;
• продолжительность нагрева;
• температурные циклы;
• одновременное действие температуры и механической нагрузки;
• различное тепловое расширение пластиковых и металлических деталей.

Не следует выбирать пластиковый крепёж только по кратковременно допустимой температуре материала. Для длительной работы допустимая нагрузка в следствии температурной пластичности может быть значительно ниже.

Проверка химической совместимости.

Установить, с какими веществами будет контактировать крепёж:

• точный состав среды;
• концентрацию вещества;
• рабочую температуру;
• продолжительность контакта с агрессивными веществами;
• наличие механической нагрузки.

 Химическая стойкость полиамида не означает устойчивость ко всем кислотам, щелочам, растворителям, топливу и технологическим жидкостям.

При одновременном воздействии химической среды, повышенной температуры и нагрузки рекомендуется провести практическое испытание на опытных образцах.

Оценка вибраций и ударных нагрузок:

Обычный пластиковый крепеж не является самоконтрящимся. Для вибронагруженных соединений следует применять специальные элементы:

• гайки NTS;
• фланцевые гайки NTD;
• стопорные шайбы WAA и WAL;
• антивибрационные шайбы WAV;
• специальные шайбы WSV под винты с потайной головкой.

После первых рабочих циклов следует проверить состояние соединения и сохранение усилия затяжки.

Выбор шайбы и площадь опоры с учетом материала соединяемых поверхностей.

При креплении пластика, композитов, тонкого листа, окрашенных или полированных деталей важно уменьшить контактное давление под головкой винта или гайкой.

Следует применять:

• WAD.433 — при ограниченном монтажном пространстве;
• WAD.125 — для стандартных соединений;
• WAD.9021 — для увеличения площади опоры на мягких и тонких поверхностях.

Чем мягче материал соединяемых деталей - тем больше должна быть площадь распределения нагрузки в месте крепления.

Контроль требуемого уровня электрической изоляции.

Пластиковые винты, гайки, шайбы и втулки могут разделять металлические детали и предотвращать прямой электрический контакт, однако их нельзя применять в качестве:

• высоковольтных изоляторов;
• элементов с подтверждёнными диэлектрическими свойствами;
• антистатических или ESD (взрывобезопасных) компонентов;
• в качестве единственной электрической защиты системы.

Для ответственных электротехнических узлов необходимо отдельно проверять электрические характеристики и их соответствие стандартам.

Пластиковые винты и гайки не следует использовать как единственный силовой, несущий или страхующий элемент:

• в грузоподъёмных механизмах;
• в страховочных и предохранительных системах;
• для крепления тяжёлых агрегатов;
• в тормозных и рулевых механизмах;
• в соединениях, разрушение которых может привести к аварии или травмированию;
• при высоком предварительном натяге;
• при значительных ударных и циклических нагрузках;
• в герметичных системах высокого давления;
• рядом с открытым пламенем;
• при температуре выше допустимой для конкретного материала;
• в высоковольтных системах без подтверждения электрических характеристик;
• в узлах, где недопустимо снижение усилия затяжки.

Для ответственных конструкций возможность применения пластикового крепежа необходимо подтверждать расчётом, практическими испытаниями и периодическим контролем в местах соединения.