Болтовое соединение

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

11 1 () 9) (s))s F 16 В 39/24

ДАРСТВЕННОЕ .ПАТЕНТНОЕ

ОМ СТВО СССР

ПАТЕНТ СССР) Г СУ ед (0C

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4893739/2?

25;12.90

07.02.93. Бюл. hL 5

) Научно-исследовательский, проектнострукторский и технологический инстивысоковольтного an паратостроения нинградского производственного объеения "Электроаппарат"

Л,Г.Бунимов, В.M.Åãîðîâ и П.Л.Нагорта гол же жен им лях апп жа нас (гол жел явля едостатками соединения являются малая агрузочная способность и отсутствие стоп рения. (2 ) (2 ) (4 ) (7 ко ту

Л ди (7 ны (5 .19 (54 (5 ди сте

Патент СШИ М 2069402, кл, 151 — 35, 7.

БОЛТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Сущность изобретения: в болтовом соеении, .содержащем корпус, резьбовой жень с навинченной на него гайкой, усовленный на стержне между корпусом и вкой болта стопорный элемент в виде

Изобретение относится к тяжелонагруным резьбовым соединениям, подверым в эксплуатации ударам и вибрации, жет найти применение во многих отрасашиностроения, в частности в электроратостроении. звестно болтовое соединение, содерее болт, корпус, гайку и размещенный ержне болта между корпусом и гайкой вкой болта) волнистый элемент в виде бообразного кольца. Опорами кольца тся кромки желоба и вершина волны. кольцевой волнистой пружинной шайбы с параллельными друг другу опорными поверхностями и выдавками на гребнях волн упомянутых поверхностей, расположенными на двух концентрично расположенных окружностях, выпуклые участки выдавок сопряжены с углублениями корпуса, головки болта и гайки. Причем выдавки, выполненные на внутренних окружностях, сопряжены с углублениями двух последних деталей, а выдавки, выполненные на наружной окружности — с углублениями корпуса. При э1ом диаметр упомянутой наружной описанной окружности больше диаметра головки болта и гайки, а радиус внутренней описанной окружности равен 0,5зв, где зв — размер з

"под ключ". 10 ил.

Известно также болтовое соединение, О содержащее размещенный в корпусе резьбовой стержень с навинченной на него гайкой и расположенный на стержне между гайкой и:корпусом стопорный волнистый (ф элемент в виде кольцевой волнистой пружи- ; ной шайбы с расположенными по окружности на вершинах обеих торцевых волнистых поверхностей опорными выступами (выдавками), сопряженными с углублениями, вы- полненными на опорных поверхностях . корпуса и гайки, Опорные выдавки пружинной шайбы расположены в одном кольцевом ряду по среднему диаметру ее кольца.

Углубления корпуса и гайки находятся на расстоянии от продольной оси симметрии

1793118

15

25

40

50 их отверстий, равном среднему радиусу кольца шайбы.

Благодаря сопряжению опорных выдавок шайбы с углублениями примыкающих к ней деталей соединения обеспечивается его стопорение при сборке (затяжке) и в эксплуатации. Однако при данной конструкции болтового соединения из-за одинаково малого удаления углублений корпуса и гайки от продольной оси симметрии соединения стопорные волнистые поужины шайбы обладают малой нагрузочной способностью, что снижает надежность, соединения при резком увеличении осевой силы.

Цель изобретения — повышение надежности болтового соединения эа счет увеличения его нагруэочной способности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном болтовом соединении, содержащем размещенный в корпусе реэьбовой стержейь c íàâèí÷åííoé на него гайкой, установленные на стержне между его головкой, корпусом и гайкой стопорные элементы в виде кольцевых волнистых пружинных шайб с расположенными по окружности на вершинах обеих торцевых волнистых поверхностей опорными выдавками, сопряженными с ответными им углублениями на опорных поверхностях гайки и головки болта, и углубления на корпусе под выдавки соответствующих пружинных шайб, последние снабжены вторым кольцевым рядом опорных выдавок, центры которых размещены на окружности диаметра больше диа: метров головки болта и гайки, и которые сопряжены с углублениями корпуса, при этом оба ряда выдавок концентрации между собой, а радиусы окружностей, соединяющих центры выдавок первого ряда, равны

0,5 ж, где з6 — размер "под ключ" болта.

На фиг.1 изображено болтовое соединение в сборе, продольный разрез, на фиг.2-4 — корпус, вид сверху, в продольном разрезе и снизу соответственно; на фиг.5 и 6- гайка, виды соответственно с торца (со стороны углублений) и сбоку; на фиг.7 и 8 — болт, виды с торца и сбоку; на фиг.9 и 10 — кольцевая волнистая пру>хинная шайба с опорными выдавками, вид сверху и сбоку, разрезы.

Соединение (фиг,1) состоит из корпуса

1 с углублениями 2 и 3 (фиг.2 — 4), гайки 4 с углублением 5 (фиг.5 и 6), болта 6 с углублением 7 (фиг,7 и 8) На стержне болта 6 разме. щены две волнистые пружины шайбы 8 с опорными выдавками 9 и 10, расположенными соответственно у внутреннего края и периферии кольца шайб (фиг,9 и 10), Одна из шайб (нижняя) заключена межу головкой болта и корпусом, другая (верхняя) — между корпусом и гайкой. Углубления 5 и 7 гайки 4 и болта 6 по форме и размерам одинаковы с формой и размерами вершин опорных выдавок 9 шайб 8. Как углубления 5 и 7, так и опорные выдавки 9 расположены от продольной оси симметрии соединения на расстоянии (радиус окружности), равном половине их размера "под ключ" ы. Глубину и количество углублений (e данном случае по одному углублению на опорных поверхностях головки болта и гайки) выбирают исходя из условия обеспечения относительно нетрудоемкой плавной сборки и разборки соединения, постоянного силового контакта между вершинами опорных выдавок и донышками углублений, либо их краями (если углубления — цилиндрические отверстия) в эксплуатации и допуска на нормированную осевую силу. Для надежного стопорения соединения, не передающего крутящий момент, достаточно на опорных поверхностях корпуса выполнить по одному углублению.

При дефиците опорной площади в стандартном болтовом соединении размещение углублений на радиусе, равном половине размера "под ключ" болта, позволяет использовать часть площади участков поверхности головки болта и гайки, которая заключена между гранями в углах их шестигранников (квадратов), а также осуществить стандартизацию не только болтов и гаек измененной.конструкции, но волнистых пружинных шайб, поскольку по конфигурации и размерам углублений 2 и 3 корпуса 1 легко выполнить идентичным вершинам опорных выдавок 10.

При сборке соединения сначала соединяют опорные выдавки 9 и 10 нижней шайбы

8 с углублениями 7 и 3 болта 6 и корпуса 1, затем навинчивают гайку 4 до упирания ее в верхнюю шайбу 8. В начальный момент затяжки гайка увлекает за собой контактирующую с ней верхнюю шайбу 8, однако, когда гайка переместится на величину равную приблизительно высоте ее углубления

5, поворачивание шайбы прекратится. Остановка шайбы свидетельствует о том, что одна из ее нижних опорных выдавок 10 полностью сочленилась с углублением 2 корпуса 1 (заклинилась в нем), При этом конусные арки, из которых состоит шайба, испытывают значительное сх<атие.

При дальнейшей затяжке углубление 5 гайки поочередно наезжает на выдавки 9 шайбы, вследствие чего величина сжатия каждой ее арки все время колеблется, Гибкая связь между арками облегчает расчленение выдавок 9 с перемещающимся углублением 5 гайки. Увеличивающаяся жесткость шайб 8 вызывает возрастание при1793118 ращения крутящего момента (момента затяжки), прикладываемого к гайке (беэ учета приращения работы на растяжение стержня болт В), вплоть до достижения нормы затяжки. Величина этого приращения опре- 5 де яется возрастающим сопротивлением углубления 5 гайки выходу из него опорной вы цевки 9 верхней шайбы. ! . При эксплуатации болтового соедине- 10 ни энергия-механических колебаний корпуса расходуется на повороты арок шайб

15 углубления на корпусе под выпуклые участки выдавок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности соединения эа счет увеличения нагрузочной способности, на опорных поверхностях пружинной

20 шайбы выполнены дополнительные выдавки, которые размещены на окружности с диаметром больше диаметра головки болта и гайки, концентрично имеющимся, выпуклые участки выдавок сопряжены с углубле25 ниями корпуса, при этом радиус описанной окружности имеющихся выдавок равен

0,5Ss, где Яв — размер "под ключ", Формула изобретения Болтовое соединение, содержащее раэме енный в корпусе резьбовой стержень с нав нченной на него гайкой, установленны на стержне между корпусом и головкой бол а, корпусом и гайкой, стопорные элемен ы в виде кольцевых волнистых пружинных шайб с расположенными в ряд по окр жности на вершинах волн обеих торцовых поверхностей опорными выдавками и вып клыми участками, сопряженными с ответными им углублениями на опорных повер ностях гайки и головки болта, и относительно их продольных осей симметрии.

За счет увеличения радиальных размеров волнистых пружинных шайб повышается их упругость, что позволяет увеличить нагрузочную способность соединения (увеличение плеча рычага шайбы позволяет повысить осевую силу воздействия на болт}.

Это особенно важно при вибрации и ударах, поскольку с увеличением жесткости соединения повышается его амортизирующая способность.

1793110

1793118

Составитель B.Màëàxîâ .

Техред М.Моргентал Корректор Н.бучок

Редактор

Заказ 89 Тираж Подписное

В ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

П роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 !