Самоконтрящаяся гайка для высокоточных резьбовых соединений
Изобретение относится к машиностроению , в частности к стопорным устройствам . Цель изобретения -- повышенне надежности Ьтопорения резьтовнх соедике НИИ. Гайка содержит граненый корпус с коронкой , имеющей в поперечном сечении некруглую форму, а в продольном - трапецеидальную . На резьбовые поверхности корпуса и коронки наносят конверсионное покрытие , уплотненное антифрикционным материалом . Он представляет собой смесь- 45-85 мае ./о фторопласта с термореак тивным полимером. Общую толщйну нокрн тия принимают равной 0,9-1,5 велнчины минимального зазора в резьбовом соединении . Конструкция гайки обеспечивает надежное стопорение резьбового соединения при стабильных контрящих свойствах, т. к. покрытие уплотняется до величины, соответствующей зазору, не заклннивая резьбу. 3 ил. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1448! 30 А1 (5 4 F 16 В 37 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4199066!27-27 ,(22) 11.12.86 (46) 30.12.88. Бюл. № 48 (7! ) Ростовский институт инженеров желез- нодорожного транспорта
{72) И. Н. Фокин, М. Ю. Гриднева, Б. Э. Смирнов, И. А. Воробьев и В. В. Сычев (53) 621.882.5 (088.8) ,(56) Патент США № 3301298, кл. 151-21, 1967. (54) САМОКОНТРЯЩАЯСЯ ГАЙКА ДЛЯ
ВЪ|СОКОТОЧНЬ|Х РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к стопорным устройствам. Цель изобретения — повышение надежности 1топореййя рюьббЗЬи соедйне= ний. Гайка содержит граненый корпус с коронкой, имеющей в поперечном сечении некруглую форму, а в продольном — трапецеидальную. На резьбовые поверхности корпуса и коронки наносят конверсионное покрытие, уплотненное антифрикционным материалом. Он представляет собой смесь45 — 85 мас.% фторопласта с термореак. тинным полимером. Общую толйййу ttoKpaF тия принимают равной 0,9 — 1,5 величины минимального зазора в резьбовом соединении. Конструкция гайки обеспечивает надежное стопорение резьбового соединения при. стабильных контрящих свойствах, т. к. покры. тие уплотняется до величины, соответствующей зазору, не заклинивая резьбу. 3 ил.
1 табл.
1448130
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствцм, предотвращающим самопроизвольное развинчивание резьбовых соединений.
Цель изобретения — повышение надежности стопор ния резьоовых соединений„.
На фиг. 1 изображена самоконтрящаяся гайка, продольный разрез; на фиг. 2 — узел
1 на фиг. 1; на фиг. 3 — самоконтрящаяся гайка, вид сверху.
Самоконтрящаяся гайка содержит граненый корпус 1 с цилиндрической корон«ой 2, имеющей в поперечном сечении некруглую форму, а в продольном Сечении— трапецеидальную. На резьбовые поверхности 3 корпуса и коронки нанесено конверсионное лаковое покрытие 4, уплотненное антифрикциониым материалом, представляющий собой смесь 45 — 85 мас.% фторопласта с термореактивным полимером. Общую толщину покрытия принимают равной 0;9 — 1,5 от величины минимального зазора в резьбовом соединении.
При содержании фторопласта более
85 мас.% покрытие становится непрочным с плохой адгезией к подложке, при содержании менее 45 мас.% — ухудшаются антифрнкциопные свойства и покрытие быстро изнашивается. Кроме того, при высоком содержании фторопласта разрушающееся покрытие выполняет функцию смазочного материала н снижает момент отвннчивания резьбово"о соедипечия
Для обоснования количественного состава антифрикционной композиции были проведены экспериментальные исследовачия. Гайки из стали 16 XCH фосфатировали в растворе соли i i.ажеф (1 OCT 6193-52) Для уплотнения сформированного конверсионного покрытия использовали композицию, содержащую дисперсию фторопласта 4 ДВ (ТУ 6-051246-76) со средним размером частиц 0,2 мкй„ резольную фенолоформальдегидную смолу (ГОСТ 20907-75), поливинилбутираль, (ГОСТ 9439-73) и растворителя. В сухом остатке композиции содержание фторопластб составляло 44 — 86 мас.%.
После уплотнения конверсионного по- крытия (методом окунания) гайки термообрабатывали при 160 †1 С в течение 2-х ч для «сшивки» фенолоформальдегидной смолы и поливинилбутираля и образования из них термореактивного полимера. В качестве термореактнвного полимера можно использовать любой другой, например .эпоксидн1чо смолу, мочевино-формальдегндную смолу, метилолполиамиды и т. д.
В качестве фторопласта необходимо выбирать такую марку, которая имеет размер частиц менее 1 мкм или растворяется s растворителях термореактивного полимера.
Общая толщина конверсионно-лакового покрытия оезьбовой поверхносFH гайки составляет 0,62 — 0,03 мм, при этом толщина
55 зора, вызвано тем, что такое значение явля20
45 конверсионного покрытия (фосфатного) находится в этих же пределах, Для оценки контрягцих свойств гаек с покрытием использовали болты из титано вого сплава ВТ 16, подвергнутые анодному оксидированию, Испытание проводили на стендах по следующей методике. Гайку
М6 — 6H с покрытием навинчивали на резьбовой участок болта М6 — 6g, не имеющего такого покрытия, и стягивали пакет деталей., с осевым усилием 0,6Р от разрывной Нагрузки болта, I
Выдерживали соединения под нагрузкой я течение 1 ч и отвинчивали гайку. Прн этом регистрировали моменты завинчивания и от-. винчивания гайки. Такая операция повторилась 15 раз для каждой гайки. Результаты испытаний контрящих свойств гаек приведены в таблице, Выбор толщины покрытия на рабочих поверхностях резьбы гайки в вышеуказанных пределах обусловлен следующими причинами. Беззазорность резьбового соединения с покрытием необходимо обеспечивать по тем соображениям, что фторопласт под нагрузкой проявляет свойство хладотекучести. Наличие больших зазоров в резьбе ведет к выдавливанию покрытия из зоны контакта и при отвинчивании к его полному разрушению, вследствие чего эффект контрения гайки резко ухудшается.
В беззазорном соединении течение фторопласта затрудняется, так как он находится в герметичных полостях, уплотняемых .контактными поверхностями резьбового соединения, что обеспечивает целостность покрытия и одновременно дополнительные силь1 контрения за счет расклинивания эффекта деформированного покрытия s замкнутом объеме.
Под минимальным зазором резьбового соединения следует понимать зазор по средним диаметрам резьб гайки и болта, который измеряется в направлении, перпендикулярном оси соединения.
Для наиболее распространенной резьбы крепежных изделий (метрической) угол наклона поверхности витка к направлению измерения допуска среднего диаметра,равен 30 . Поэтому минимальная толщина покрытия для перекрытия зазора резьбового соединения равна
h=Ë со$30 .«4м0,9Л, где h — толщина покрытия;
Л вЂ” зазор по среднему диаметру (половика суммы нижнего отклонения размера для болта н верхнего отклонеция размера для гайки.
Максимальное значение толщины покрытия, равное 1,5 величины минимального за ется критическим. Покрытие большей толщины заклинйвает рез66 н срезаетея. Прй« этом момент завинчивания в первых пере-
1448180 сечение которой имеет трапецФЙЯвлъЪ Юфор. му, и с конверсионным покрытием резьбо- вых поверхностей, уплотненным антнфрйкцнонным материалом, прн этом поперечное сечение коронки имеет некруглую форму, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности стопорения, в качестве антифрикционного мчтериала использована смесь из фторопласта с термореактивным полимером, содержащая 45 — 85 мас.о фто-. ропласта, полимер — остальное, а суммарная толщина покрытия составляет 0,9 — 1,5 величины минимального зазора в резьбовом, соединении.
Работоспособность самоконтрящихся гаек в зависимости от числа переборок
Содержание М отв./М зав
Покрытие конверсионное фторопласта, мас.7 5 10 15
Фосфатное
Оэ9 Оэ 7 Оэ8
0,8 0,9 1,0
Прототип
1,0
Фосфатное
1,3
Фосфатное
Фосфатное
Фосфатное
1,3
1,4
1,35
1,2
1,2
Фосфатное
1,2
1,0
3 бсфйвх резко возрастаеТ и стайовится большим момента отвинчивания. При толщине до 1,5 покрытие способно уплотниться до величины, соответствующей зазору, и не заклинивать резьбу.
Конструкция гайки обеспечивает надежное стопорение резьбового соединения при стабильных контрящих свойствах.
Формула изобретения
Самоконтрящаяся гайка для высокоточных резьбовых соединений, содержащая раненый корпус с коронкой, продольное
1,О 1,0
1,35 1,3
1,0 1,0
0,8 0,8
1448!ЗО
Составитель С. Никулина
Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор С. Черни
Заказ 6829/42 Тираж 757 Подписное
ВНИИ4ПИ Гос>дарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушсквя наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
