Самостопорящийся резьбовой элемент

 

изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для стопорения резьбовых соединений, работающих в условиях вибрации. Цель изобретения - повышение надежности стопорения. Болт 1 выполнен с кольцеиой канавкой 5 на резьбопой поверхности. Разрезное кольцо 6 закреплено начальным по ходу завинчивания болта 1 концом в радиальном отверстии 7. Наружная поверхность кольца 6 находится в пределах профиля еинтоврезьбы. Это способствует созданию радиального натяга в соединении после завинчивания. Самоотвинчипанию Болта 1 препятствует радальный натяг в резьбовом соединении. Натяг увеличивается при попытке отвинчивания болта 1 за счет сжатия с одновременным увеличением поперечного сечения кольца б, а также за счет увеличения его диаметра путем разворачивания. Устройство может быть выполнено в виде гайки. 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 F 16 В 39/34

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ O

ЪЮ V

О (л

Ы

Сд (21) 4753302/27 (22) 23.10.89 (46) 15.01.92. Бюл. M 2 (71) Томский филиал Научно-исследовательского института технологии машиностроения (72) Б.Г.Хохряков и В,В.Мужипов (53) 621.882.59(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 694683, кл. F 16 В 39/00, 1964, 2. Патент США N. 3144066, кл, 151-7, 1964. (54) САМОСТОПОРЯЩИЙСЯ РЕЗЬБОВОЙ

ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к л1ашиностроению и может быть использовано для стопорения резьбовых соединений, работающих

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для стопорения резьбооых соединений, работающих в условиях вибрации.

Известен самоконтрящийся реэьбоюой элемент, содержащий вставки с резьбовыми поверхностями, являющимися частью резьбы элемента, причел1 вставки выполнены иэ материала с иным коэффициентом теплового расширения, чем у материала элемента. Кроме того вставки выполнены иэ материалов, обладающих термомеханической памятью форм, например из металлида титан-никель, и могут быть закреплены в малонагруженном участке элемента.

Недостатком этого резьбового элемента является то, что он не стопорится при нормальных температурных условиях, по,, Ы„, 1705623 А1 в условиях вибрации. Цель иэобретения— повышение надежности стопорения. Болт 1 выполнен с кольцевой канавкой 5 на резьбовой поверхности. Разрезное кольцо 6 закоеплено начальным по ходу завинчивания болта 1 концом о радиальном отверстии 7.

Наружная поверхность кольца 6 находится о пределах профиля еинтоо резьбы. Это способствует созданию ради, льного натяга в соединении после завннчивания. Самоотвинчиоанию болта 1 препятствует радальный натяг о резьбооом соединении, Натяг увеличивается при попытке отвинчивания болта 1 эа счет сжатия с одновременным увеличением поперечного сечения кольца 6, а также за счет увеличения его диаметра путем разворачивания. Устройство может быть выполнено в виде гайки. 4 ил. скольку фазовые превращения и восстановление первоначальной формы вставок происходит при пониженных или повышенных температурах, т.е. возможно его самоотвинчивание, Кроме того сложно обеспечить неподвижное соединение обеих вставок с телом резьбового элемента из-за большого разли гия их физико-механических свойств.

Это устройство невозможно также применять в высокоточных резьбовых соединениях, как правило изготавливаемых методами снятия металла (шлифование, алмазное точение и т.п.), так как резьба вставок, являясь частью резьбы резьбового элемента, может быть выполнена только методом деформации (штамповкой, накаткой и т.fl.).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является самостопо1705623 рящийся резьбооой элемент (2) с кольцевой канавкой на резьбовой поверхности и установленшил в ней самоуплотняющимся износостойким полимерным кольцом, наружная боковая поверхность которого расположена в пределах профиля витков резьбы, при этом кольцо о поперечном сечении имеет сплошной профиль. ! недостатком этого устройства является ненадежность стопорения реэьбооого элемента о силу следующих причин.

Стабильные силы трен 1я о сопряжении канавка — полимерное кольцо — резьбовая поверхность, препятствующие самоотвинчиоанию, можно получить только при надежной фиксации полимерного кольца в канавке, что возможно при точном исполнении геометрических размеров упомянутых

"ë àt4åttòîD, а это при крупносерийном и массовом производства сложно и дорого.

Ероме того, стопорящая поверхность нолиглерного кольца полностью срезается при завинчиоании резьбооого элемента. если произошел поворот кольца в канавке в процессе завинчиоания, а надежное закрепление кольца в канавке упомянутого устройства проблематично. При заоинчивании пезьболого элемента может произойти еще и p33pt. полимерного кольца из-эа малых раз лероо его поперечного селения, ограниченного допустимым растяжением ко ьца о пределах упругости при монтаже о канавку.

Целью изобретения является пооышеtt«e надежности стопорения реэьбового элю ента.

B резьбооом элементе с кольцевой каll3BYol1 на резьбооой поверхности и устаIt0f3ленным о ней самоуплотняющимся износостойки л полимерным кольцом, наружная боковая поверхность расположена о пределах профиля резьбы, в зоне кольцевой канавки выполнено радиальное отверстие, а самоуплотняющееся иэносостойкое кольцо выполнено разрезным, при этом начальный по ходу заоинчивания резьбооого элемента конец упомянутого кольца эакрепnett о радиальном отверстии.

При завинчиоании резьбооого элемента о сопрягаемую резьбооую деталь, витки резьбы этой детали внедряются в тело самоуплотняющегося износостойкого кольца, так как наружная поверхность этого кольца находится в пределах профиля витков резьбы. При этом внедрившиеся витки резьбы пытаются увлечь за собой закрепленное одним концом самоуплотняющееся износостойкое полимерное кольцо, которое при эгом растягизается в пределах упругости и уменьшает свое поперечное сечение. При

55 возникновении возмущающих нагрузок, способствующих вывинчиванию резьбового элемента иэ сопрягаемой двтали, внвдрившиеся витки резьбы пытаются увлечь за собой самоуплотняющееся иэносостойкое полимерное кольцо, но уже в обратном направлении. Это вызывает вго сжатие, сопровождающееся увеличением попервчного сечения, а кроме того происходит увеличение диаметра (развертывание) кольца иэ-за того, что кольцо разрезано, закреплено одним концом и принудительно перемещается в направлении, противоположным его укладке. Увеличение поперечного сечения самоуплотняющегося иэносостойкого кольца в совокупности с одновременным увеличением ere диаметра препятствует взаимному развороту реэьбового элементе относительно реэьбовой детали. в которую он ввинчен, т.е. обеспечено надежное самостопорение упомянутого резьбового элемента.

На фиг. 1 изображен самостопорящийся болт; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — самостопорящаяся гайка; ма фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3.

Самостопорящийся резьбовой элемент — болт 1 с помощью гайки 2 скрепляет детали

3 и 4. Резьбовая часть болта 1 содержит кольцевую канавку 5, в которой уложено разрезное кольцо 6, одним концом закрепленное в радиальном отверстии 7, проходящим через эту канавку, причем закрепленный конец кольца 6 является начальным по ходу эавинчивания болта 1.

Разрезное кольцо 6 можег быть выполнено иэ самоуплотняющегося иэносостойкого полимерного материала, например из полиуретана, полипропилена, капрона и т,п.

Внутренний диаметр кольцевой канавки 5 и сечение разрезного кольца 6 выбраны такими, что после укладки наружная поверхность разрезного кольца находится в пределах профиля витков резьбы. При завинчивании болта 1 в гайку 2 витки резьбы последней внедряются в тело разрезного кольца 6 и увлекая его эа собой растягивают зто кольцо в пределах упругости материала кольца с одновременным уменьшением его поперечного сечения. После эавинчивания болта 1 в гайку 2 разрезное кольцо 6, находясь в замкнутом объеме кольцевой канавки 5, заполняет все микронеровности соприкасающихся с ним поверхностей и находится в напряженном состоянии, эа счет радиального натяга, обеспечивающего силы трения препятствующие самоотвинчиванию болта 1.

При возникновении возмущающих усилий, стремящихся вывинтить болт 1 из гайки

2, внедрившиеся витки резьбы пытаютсв увлечь разрезное кольцо 6 в направлении его

1705623

",5

40 1 Г укладк;1, что вызывает увеличение диаме гра (раскручивание) этого кольца с однопременным увеличением его попере оного се ения, это, о спою очередь, увеличивает радиальный натяг о сопряжении LI препятствует B3fIимному повороту гайки 2 о носнтельно болта 1, т.е. обеснечиоветсл падежlloe L.x самостопоре ие.

Другой вариант самостопорлщегсся резьбопого элемента в виде гайки изображен на фиг. 3. В этол случае кольцевал канавка, радиальное отверстие и ра .резное кольцо размещены о теле гайки.

Во многих известных конструкциях самостопорящихся резьбооых элементов стспорение осуществляется за счет установки на их резьбовой части рэзличн ых элемен тов с такими физико-механическими свойствами, которые обеспечивают изменение их геометрических размерсп или обьема под действием изменений условий окружающей среды (температура, давление н т.п,). Такие устройства не обеспечивают надежного стопорения резьбовых элементов при I lopMBfl Iных условиях окружающей среды.

В других конструкциях самостопорящихся резьбовых элементов на резьбопой части неподвижна устанавливаютсл самоуплотняющиеся износостойкие полимерные вставки. Однако они также не сбладают достаточной надежностью стопорения па той причине, что сложна обеспечить гарантированное сцепление тела резьбавого элемента с телом полимерной вставки, так как они имеют сильные различия физико-механических свойств. Кроме того, по мере завинчипания резьбового элемента происходит деформация, смятие и разрушение поверхности полимерной вставки, оследстоие чего радиальный натяг в рез >бсоом соединении уменьшается, снижая стапорящие свайстоа соединения, Данное устройства лишено перечисленных недостатков и отличается от изоест ых устройств тем, чта самостопорлщееся иэносостайкое кольцо выполнено разрезным и закреплено концом, начальным по ходу эав1нчипапия резьбаваго элемента, в радиалI>IIOM îlоерстии, пь.полненнол в зоне кольцевой канавки.

Эта позволяет обеспечить надежность самостонсренил резьбового элемента и илтеет слпдук,щие преим; щества; обеспечена высокал надежность стопоpeI:ил незав симо от условий внешней среA сопротивление отвинчиоанию резко позрастает даже при незначительном взаимном угловол1 повороте резьбовых элементов зп счет возрастания радиального натяга; не требуетсл высокая точность изготовЛЕ ILIII ДЕтаЛЕй УптРОйСтпа; устройство применил о практически на псех типоразмерах резьб, т.е. оно универсально; резьба резьбсвого элемента может быть выполнена любым способом, т.е. возможно применениеустройства в высокоточных машннах; устройство просто по конструкции, имеет низкую стоимость.

Формула изобретения

Самастапорящийся резьбавой элемент с кольцевой канавкой на резьбавай поверхности и установленным в ней самоуплатняющил|сл изнасостойким полимерным кольцам. наружнал боковая поверхность катара а расположс IB в пределах профиля витков резьбы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стопорения, резьбсвсй элемент выполнен с радиальным отверстием п зоне кольцовой канавки, свмоуплогняющееся изнсссстойкае полимерное кольцо — разрезным, при это -»Iaчальный по ходу запинчивания реэьбспсго элемента конец упомянутого кольца закреплен в радиальном отверстии.

1705623

1705623