Самостопорящийся резьбовой элемент

(505 ) 16 В 39/34 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 О (Л Ы Сд(71) Томский филиал Научно-исследовательского института технологии машиностроения(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 694683, кл. Р 16 В 39/00, 1964,2. Патент США Гч. 3144066,кл, 151-7, 1964.(57) Изобретение относится к л 1 ашиностроению и может быть использовано для стопорения резьбооых соединений, работающих Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для стопорения резьбооых соединений, работающих о условиях вибрации.Известен самоконтрящийся реэьбоюой элемент, содержащий вставки с резьбовыми поверхностями, являющимися частью резьбы элемента, причел 1 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, поЯ 2 1705623 А 1 в условиях вибрации. Цель иэобретения - повышение надежности стопорения. Болт 1 выполнен с кольцевой канавкой 5 на резь- бовой 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 радиального натяга в соединении после завннчивания. Самоотвинчиоанию болта 1 препятствует радальный натяг о резьбооом соединении, Натяг увеличивается при попытке отвинчивания болта 1 за 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 различия их физико-механических свойств. Это устройство невозможно также применять в высокоточных резьбооых 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.п,).Наиболее близким по технической ности к изобретению является самострящийся резьбовой элемент 2) с кольцевой канавкой на резьбовой поверхности и установленным в ней самоуплотняющимся износостойким полимерным кольцом, наружная боковая поверхность которого расположена в пределах профиля витков резьбы, при этом кольцо в поперечном сечении имеет сплошной профиль.недостатком этого устройства является ненадежность стопорения реэьбового элемента в снпу следующих причин,Стабильные силы трения в сопряжении канавка - полимерное кольцо - резьбовая поверхность, препятствующие самоотвинчиванию, можно получить только при надежной фиксации полимерного кольца в канавке, что возможно при точном исполнении геометрических размеров упомянутых элементов, а это при крупносерийном и массовом производстве сложно и дорого.Ероме того, стопорящая поверхность полимерного кольца полностью срезается при завинчивании резьбового элемента, если произошел поворот кольца в канавке в процессе завинчивания, а надежное закрепление кольца в канавке упомянутого устройства проблематично. При завинчивании резьболого элемента может произойти егце и разрыв полимерного кольца из-эа малых размеров его поперечного се,ения, ограниченного допустимым растяжением кольца в пределах упругости при монтаже о канавку.Цепью изобретения является повышение надежности стопорения реэьбового элемента,9 резьбоном элементе с кольцевой канавкой на резьбовой поверхности и установленным в ней самоуплотняющимся износостойким полимерным кольцом, наружная боковая поверхность расположена в пределах профиля резьбы, в зоне кольцевой канавки выполнено радиальное отверстие, а самоуплотняющееся иэносостойкое кольцо выполнено разрезным, при этом начальный по ходу завинчивания резьбового элемента конец упомянутого кольца закреплен в радиальном отверстии.При завинчиоании резьбового элемента в сопрягаемую резьбовую деталь, витки резьбы этой детали внедряются в тело само- уплотняющегося 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 возникновении возмущающих нагрузок, способствующих вывинчиванию резьбового элемента иэ сопрягаемой детали, внедрившиеся витки резьбы пытаются увлечь за собой самоуплотняющееся иэносостойкое полимерное кольцо, но уже в обратном направлении. Это вызывает его сжатие, сопровождающееся увеличением поперечного 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 его диаметра препятствует взаимному развороту реэьбового элемента относительно резьбовой 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; на 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, за счет радиального натяга, обеспечивающего силы трения препятствующие самоотвинчиванию болта 1.При возникновении возмущающих усилий, стремящихся вывинтить болт 1 из гайки 2, внедрившиеся витки резьбы пытаются увлечь разрезное кольцо 6 в направлении его10 15 20 25 30 35 40 . 1 Г укладк;1, что пызыоает увеличение дидме гра (раскручивание) этого кольца с одновременным увеличением его попере оного сечения, это, о спою очередь, упелычипдет радиальный натяг о сопряжении и препятствует взаимному повороту гайки 2 о 1 носнтельно болта 1, т.е. обеспечивается надежное их самостопоре ие.Другой вариант самостоиорящпгося резьбооого элемента о оиде гайки забрджен на 4 иг. 3. В этол случае кольцевая канавка, радиальное отверстие и разрезное кольцо размещены о теле гайки,Оо многих известных конструкциях самостопорящихся реэьбооых элементов стопорение осуществляется за счет устднаоки на их резьбовой части рдзличн ых элемен тоо с такими физико-механическ гми свойствами, которые обеспечивают изменение их геометрических размеров или обьемд под действием изменений условий окружающей среды (температура, давление н т.н,). Такие устройства не обеспечивают надежного стопорения резьбовых элементов при ормдльных условиях окружающей среды.В других конструкциях сдмостопорящихся резьбооых элементов на резьбопой части неподвижна устанавлиоаются сал 1 оуплотняющиеся износостойкие полимерные вставки. Однако они также не сбладают достаточной надежностью стопорения па той причине, что сложна обеспечить гарантированное сцепление тела резьбаоого элемента с телом полил 1 ернай вставки, тдк кдк они имеют сильные различия физико-механических соойств. Кроме того, по мере здвинчипдния резьбового элемента происходит деформация, смятие и рдзрушение поверхности полимерной остдпк, оследстпе чего радиальный натяг о резьбаоом соединении уменьшается, снижая стапорящие соайстоа саеднпния,Данное устройства лишено перечисленных недостатков и отличается от известных устройств тем, чта самостопорящееся иэносостайкое кольца выполнено разрезным и закреплено концом, началыгым по ходу эавинчипдния резьбаоаго элемента, в радиальном оперстни, тн,;полненнол 1 в зоне кольцевой канавки,Эта позволяет обеспечить надежность сдмостонорения резьбового элемента и илтеет слпдук,щие преим; щества;обеспечена высокая надежность стопорения незао симо от условий внешней средысопротивление отоинчиоанию резко возрастает даже приеэндчительном взаимном углооол 1 повороте резьбовых элементов зд счет возрастания радиального натяга;не требуется оысокая точность изготовления деталей устройства;устройство применило практически на псех типоразмерах резьб, т,е. оно универсально;резьба резьбового элемента может быть выполнена любым способом, т.е. возможно применениеустройства в высокоточных машинах;устройство просто по конструкции, имеет низкую стоимость. Формула изобретения Самастапорящийся резьбаоой элемент с кольцеоой кодокой на резьбавай поверхности и установленным в ней самоуплатняющился изнасостойким полимерным кольцам. наружная боксвдя поверхность катараа расположс а в пределах профиля витков резьбы, о т л и ч д ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности стопорения, резьбаоай элемент выполнен с радиальным отверстием и зоне кольцевой кдндпки, сдмоуплотняющееся изнссостойкае полимерное кольцо - разрезным, при этом начальный по ходу заоинчивания реэьбопого элемента конец упомянутого кольца закреплен о радиальном отверстии.