Самостопорящаяся гайка

 

1. САМОСТОПОРЯЩАЯСЯ ГАЙКА , содержащая корпус с канавками переменной глубины на его опорном торце и установленными в них шариками, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности стопорения и обеспечения удобства в работе она снабжена шайбой, закрепленной на опорном торце корпуса неразъемно с возможностью вращения относительно корпуса , а шарики выполнены подпружиненными относительно торца канавки. 2. Гайка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения ее самостопорящих свойств, угол наклона каждой из канавок выполнен большим угла подъема резьбы , но не превышающим предельного угла заклинивания, а направление наклона дна канавки совпадает с направлением резьбы. (Л Ж 00 А и J 4 СО СО 1 фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) F 16 В 37/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (%WEÊ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3430214/25-27 (22) 20.04.82 (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) Н. С. Протасов (53) 621.882.3 (088.8) (56) 1.Иосилевич Г. Б. и Шарловский Ю. В.

Затяжка и стопорение резьбовых соединений. M.. «Машиностроение», 1971, с, 113, р. 72.

2. Авторское свидетельство СССР № 6902, кл. F 16 В 39/32, 1927 (прототип). (54) (57) 1. САМОСТОПОРЯЩАЯСЯ ГАйКА, содержащая корпус с канавками переменной глубины на его опорном торце и

„„SU, 1084499 A установленными в них шариками, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности стопорения и обеспечения удобства в работе она снабжена шайбой, закрепленной на опорном торце корпуса неразъемно с возможностью вращения относительно корпуса, а шарики выполнены подпружиненными относительно торца канавки.

2. Гайка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения ее самостопорящих свойств, угол наклона каждой из канавок выполнен большим угла подъема резьбы, но не превышающим предельного угла заклинивания, а направление наклона дна канавки совпадает с направлением резьбы.

1084499

Изобретение относится к крепежным резьбам и может найти применение во всех областях техники для стопорения резьбовых соединений от самоотвинчивания, преимущественно в устройствах, работающих с высокой динамичностью при необходимости частой и быстрой разборки и сборки резьбовых соединений, например, на высокоскоростных резко реверсируемых валах и при вибрациях, а также в станочных приспособлениях для закрепления обрабатываемых изделий и инструмента и других приспособлениях.

Известна самостопорящаяся гайка, выполненная с закладной шайбой из полиамида в опорном торце, имеющей в недеформированном состоянии форму усеченного конуса и обеспечивающей самостопорение гайки на резьбовом стержне за счет своей деформации и обжатия резьбового стержня при навинчивании гайки до упора в деталь (1) .

Однако вследствие релаксации напряжений в шайбе даже в условиях нормальных температур такая гайка не обеспечивает надежного самостопорения и требует замены шайбы при повторных сборках и разборках резьбового соединения.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является самостопорящаяся гайка, содержащая корпус с канавками переменной глубины на его опорном торце и установленными в них шариками (2).

Недостатком гайки является то, что она неудобна в работе, так как весьма сложно помещать каждый раз при завинчивании гайки в ее выемку шарики и удерживать их там, пока гайка не войдет в контакт с базовой деталью, а применяющийся для этой цели клин, вкладываемый в специальное гнездо гайки, весьма малоэффективен в решении этой задачи и представляет дополнительные неудобства при работе с гайкой.

Кроме того, при отвинчивании гайки возникает задача не потерять шарики.

Кроме того, в момент завинчивания шарики вдавливаются в закрепляемую деталь и портят ее поверхность.

Нет определенной ориентации шариков в канавках гайки и в случае ослабления затяжки резьбы по какой-либо причине (при температурных деформациях, при вибрациях и т. д.) шарики могут потерять контакт с дном выемки гайки и не обеспечить заклинивания и, следовательно, стопорения ее .

Цель изобретения — повышение надежности стопорения и обеспечения удобства в работе.

Указанная цель достигается тем, что саяостопорящаяся гайка, содержащая корпус с канавками переменной глубины на

его опорном торце и установленными в них шариками, снабжена шайбой, закрепленной

<0

:-0

35 на опорном торце корпуса неразъемно с возможностью вращения относительно корпуса, а шарики выполнены подпружиненными относительно торца канавки.

Угол наклона каждой из канавок выполнен большим угла подъема резьбы, но не превышающим предельного угла заклинивания, а направление наклона дна канавки совпадает с направлением резьбы.

На фиг. 1 изображена самостопорящаяся гайка в нерабочем состоянии, вид в осевом разрезе; на фиг. 2 — разрез А †А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — та же гайка в рабочем состоянии, вид в осевом разрезе; на фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 4.

Самостопорящаяся гайка содержит корпус 1, шайбу 2, шарики 3 и пружины 4.

С опорной стороны корпуса 1 выполнены канавки Г с наклонным в продольном направлении под углом ы к. торцу дном, которые расположены равномерно по касательным к соосной с резьбовым отверстием окружности, причем угол с(наклона дна канавок по величине больше угла подъема резьбы, но не превышает предельного угла заклинивания, а направление наклона совпадает с направлением резьбы, и, кроме того, по глубине канавки выполнены такими, что шарики 3, помещенные в них в наиболее мелкой их части, выступают на некоторую величину о по отношению к торцу корпуса.

Со стороны этого же торца в начале резьбового отверстия выполнена обратная коническая расточка Д.

Шайба 2, выполненная с наружным профилем Е под ключ, идентичным профилю Ж корпуса 1 имеет центральное отверстие 3 диаметром, несколько большим наружного диаметра резьбового стержня 5 так, чтобы обеспечивалось свободное прохождение стержня 5 через отверстие, а также обечайку

И с одной стороны, соосную с центральным отверстием 3.

Обечайка И шайбы 2 развальцована в обратной конической расточке Д корпуса i так, что корпус 1 и шайба. 2 образуют двухподвижную кинематическую пару с возможностью свободного вращения и некоторого осевого Перемещения до величины b друг относительно друга, причем в свободном (нерабочем) состоянии между сопряженными друг с другом торцами корпуса 1 и шайбы

2 постоянно имеется зазор б .

В глухих клиновых полостях, образуемых дном канавок Г корпуса 1 и сопряженным с ним торцом К шайбы 2, расположены шарики 3 и пружины 4, помещенные туда перед соединением развальцовкой корпуса

1 и шайбы 2, причем под действием пружин 4, постоянно выжимающих шарики 3 в сторону сужающейся части клиновых полостей, шарики 3 постоянно, как в рабочем так и в нерабочем состояниях, находятся

1084499

Процессы, происходящие в самостопорящейся гайке с момента касания шайбы 2 с закрепляемой деталью 6 до полной выборки зазора о между сопряженными друг с другом торцами корпуса 1 и шайбы 2, переводят ее в рабочее состояние, т. е. в режим самостопорения, механизм действия которого заключается в следующем. При ослаблении затяжки резьбового соединения, определяющим признаком которой является уменьшение полезных сил трения в резьбе, и по сопряженным друг с другом торцам корпуса 1 и шайбы 2 в результате действия неблагоприятных эксплуатационных факторов корпус 1 не будет самоотвинчиваться под действием случайных боковых сил, возникающих при динамических нагрузках, например, при резком реверсировании вращающегося резьбового соединения или при вибрации, так как при попытке корпуса 1 повернуться на резьбовом стержне 5 в направлении отвинчивания шарики 3 будут перекатываться между контактирующими постоянно с ними дном канавок Г корпуса 1

55 в заклиненном положении между рабочими поверхностями клиновых полостей, т. е. постоянно контактируют с дном канавок Г корпуса 1 и торцом К шайбы 2.

Самостопоряющуюся гайку навинчивают на резьбовой стержень 5 следующим образом.

В начальный момент навинчивания гаечный ключ накладывают только на корпус 1, затем после упора шайбы 2 в закрепляемую деталь 6 и выборки зазора Ю между 1О сопряженными друг с другом торцами корпуса и шайбы 2 до полного их смыкания, а также совмещения их профилей Ж и Е под ключ, гаечный ключ накладывают одновременно на корпус 1 и шайбу 2 и дальнейшую затяжку резьбового соединения до необходимого усилия производят совместным вращением корпуса 1 и шайбы 2. При этом, после входа в соприкосновение шайбы 2 с закрепляемой деталью 6 и начала выборки зазора b между сопряженными друг с другом торцами корпуса 1 и шайбы 2, последняя прекращает вращаться на резьбовом стержне 5, так как ее дальнейшему вращению препятствуют возникающие в этот момент силы трения между ее торцом и поверхностью детали 6, обусловленные нор- 25 мальным давлением на шайбу 2 подпружиненных шариков 3, перекатывающихся, по мере выборки до нуля указанного зазорами вследствие вращения на резьбовом стержне 5 корпуса 1 относительно упершейся в деталь 6 неподвижной шайбы 2, в расширяющуюся часть глухих клиновых полостей благодаря постоянному контакту с дном канавок Г корпуса 1 и сопряженным с ней торцом К шайбы 2 под действием пружин 4, сжимаемых перекатывающимися шариками 3.

35 и сопряженным с ним торцом К шайбы 2 в сужающуюся часть глухих клиновых полостей и заклиниваться там, препятствуя самоотвинчиванию корпуса вследствие того, что уголь(наклона дна канавок Г корпуса 1 выполнен большим угла подъема резьбы, но не превышающим предельного угла заклинивания, а направление наклона совпадает с направлением резьбы. При этом заклинившиеся в глухих клиновых полостях между дном канавок Г корпуса 1 и сопряженным с ним торцом К шайбы 2 шарики 3 создают осевые усилия распора на резьбовом стержне 5 между корпусом 1 и упирающейся в деталь 6 шайбой 2, обуславливая тем самым возникновение дополнительных полезных сил трения в резьбовом сопряжении корпуса 1 и резьбового стержня 5, помогающих, в дополнение к чисто механическому запиранию кор«уса 1 на резьбовом стержне 5 при заклинивании шариков 3, его самостопорению. Совместное самопроизвольное вращение корпуса в шайбы 2, как единого целого при заклинивании шариков 3 между ними, на резьбов<о стержне 5 в направлении огвипчина.,н под действием случайных боковых спл невозможно, так как этому препятствуют <илы трения между торцом шайбы 2 ii .<ов< рхностью детали 6, постоянно сущсствующи< при нулевом зазоре о между сопряженными друг с другом торцами корпуса 1 и шайбы 2 и обусловленные нормальным давлением на шайбу 2 подпружиненных шариков 3, лрижимающих ее к детали 6, причем указанные силы трения возрастают при попытке корпуса 1 повернуться в направлении отвинчивания на резьбовом стержне 5 под действием случайных боковых сил и заклинивания вследствие этого шариков 3 между корпусом 1 и шайбой 2, что является еще одним дополнительным фактором, препятствующим самоотвинчиванию самост<гпорящейся гайки как единого целого.

Отвинчивание самостопорящейся гайки производят совместным вращением корпуса 1 и шайбы 2 в начальный момент, осуществляемым с наложением гаечного ключа одновременно на корпус и шайбу 2. Затем, после образования первоначального зазора о между сопряженными один с другим торцами корпуса 1 и шайбы 2 и отрыва шайбы 2 от поверхности детали 6, дальнейшее свинчивание самостопорящейся гайки с резьбового стержня 5 осуществляют произвольно.

Подтяжку резьбового соединения, в случае ослабления затяжки, осуществляют а<илогично навинчиванию самостопоря щей ся гайки на резьбовой стержень 5. собл ю,<а я ту же последовательность действий.

Предлагаемая гайка позволяет л< гко быстро завинчивать и отвинчивать ес обычным инструментом с высокой степенью <", >

l084499 порения, завинчивать и отвинчивать ее в любых пространственных положениях и в самых труднодоступных местах, производить затяжку бесступенчато, постоянно сохраняет самостопорящие свойства независимо от числа повторных разборок и сборок резьбового соединения, и, следовательно, имеет продолжительный срок службы в часто разбираемых резьбовых соединениях, является удобной в эксплуатации и позволяет легко и быстро производить ее подтяжку в случае ослабления затяжки, обеспечивает надежное самостопорение даже при незначительной затяжке резьбового соединения, что уменьшает износ резьбы и повышает ее долговечность.!

084499

Составитель В. Голов

Редактор E. Папи Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 1959/29 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4