Резьбовое соединение

 

Использование: машиностроение, приборостроение. Сущность изобретения: соединение содержит две детали, стянутые болтом, ввинченным с натяжением в резьбовое отверстие одной из деталей. На наружные поверхности деталей в зоне отверстий и на поверхность головки болта нанесено антистатическое покрытие. Покрытие наносится перед сборкой соединения. Это позволяет повысить устойчивость резьбового зацепления за счет нейтрализации электростатических зарядов на поверхности деталей. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и другим областям техники.

Известно резьбовое соединение, содержащее две сопрягаемые детали, в одной из которых выполнено сквозное резьбовое отверстие, и болт, установленный с натяжением в упомянутом резьбовом отверстии.

Устойчивость контактного зацепления геометрической спирали резьбы зависит от сил трения на поверхности.

Недостатком зацепления в объекте является его неустойчивость. Это зависит от наличия на поверхности зацепления электростатических зарядов, поступающих с наружных поверхностей. Явление электростатического пробоя вызывает "проскальзывание" в зонах зацепления.

Во избежание притока поверхностной зарядовой активности извне на поверхности резьбы предлагается наносить электроизоляционное покрытие на прилегающие к резьбе поверхности деталей. Антистатическое покрытие наносится как на имеющееся обычное полимерное покрытие, так и на поверхности без полимерного покрытия.

Электроизоляционные покрытия применяются в приборостроении для цели исключения воздействия электростатики на электронные элементы в схемах.

Электроизоляционные покрытия могут быть использованы в элементах крепления технологических замкнутых объемов с целью исключения воздействия повышенной зарядовой активности на показания приборов, устойчивости параметров вакуума, воздушной изоляции, к примеру, космических станций.

На фиг. 1 изображено резьбовое соединение, общий вид; на фиг.2 - зависимость коэффициента δ вторичной электронной эмиссии от энергии W первичных электронов.

Резьбовое соединение содержит болт с головкой 1 и метрической резьбой на стержне 2, размещенную под головкой болта шайбу 3 и сопрягаемые детали 4 и 5. В детали 4 выполнено гладкое сквозное отверстие, а в детали 5 - сквозное резьбовое отверстие.

Перед установкой болта в отверстия деталей на наружные поверхности 6,7,8 деталей в зоне отверстий и на поверхности головки болта и шайбы наносят антистатическое покрытие. Покрытие наносят посредством напыления или обычным способом. Ввинчивание болта производится до упора его головки через шайбу в деталь и включает силовой зажим с помощью специального ключа. В качестве покрытия может быть использован, например, лак холодной сушки марки ЛФЭ-23Х (ТУ 6-05-041-648-77).

Это фторопласто-эпоксидный материал, химически и атмосферостойкий, морозостойкий и др. При толщине 30 мкм удельное объемное электрическое сопротивление 1 ˙10¹⁴ Ом˙ см.

Период функционирования резьбовых соединений характерен разного рода поверхностными явлениями в зоне крепежа, динамикой подвижных сил и состоянием окружающей атмосферы.

Тело болта находится под воздействием вращающего момента в результате трения в соприкасающихся витках резьбы болта и резьбового отверстия.

Помимо механических сдвиговых моментов не менее важным является существование на поверхности электростатичес- кой зарядовой активности. Такое явление существует как в динамических, так и в статических условиях.

Поверхностная зарядовая активность отчасти зависит от степени напряженности поверхности, возникающей при нагрузках. Поверхность в зоне крепежа всегда напряженная. Это вызывает торможение и скопление зарядов в зоне крепежа. Скопление поверхностных зарядов поляризует контактные поверхности резьбы. Возникает так называемая "витковая поляризация", которая возникает при сквозных и глухих отверстиях. Имеет место в плотностях соединений явление электростатического пробоя.

Наличие в зоне проводимости металла большого количества свободных электронов вызывает явление вторичной электронной эмиссии из металла.

Количественно вторичная электронная эмиссия характеризуется коэффициентом σ, равным σ = = δ+η+r где i₁ - ток, создаваемый первичными электронами; i₂ - ток, создаваемый всеми вторичными; δ - коэффициент В.Э.Э; η и r - коэффициенты неупругого и упругого отражения электронов.

Электроны, преодолевая потенциальный барьер, покидают металл. Для восполнения недостающего количества электронов атомы теряют свои электроны для обеспечения ковалентных связей с соседними атомами. Выход электронов из металла приводит к снижению упругих свойств металла, снижаются силы сцепления, за которыми следуют инерционные сдвиговые моменты (силы кручения).

Электроизоляционное покрытие исключает скопление электростатики на поверхности резьбы. Повышается коррозионная стойкость резьбового соединения.

Формула изобретения

РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ, содержащее две сопрягаемые детали, в одной из которых выполнено сквозное резьбовое отверстие, и болт, установленный с натяжением в резьбовом отверстии, отличающееся тем, что на наружные поверхности соединяемых деталей в зоне отверстий и на поверхность головки болта предварительно перед сборкой нанесено антистатическое покрытие.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2