Резьбовое соединение повышенной надежности и универсальности

Изобретение относится к узлам крепления. Резьбовое соединение повышенной надежности включает болт (шпильку), на стержне которого навернута гайка и застопоренная штифтом контргайка, между которыми установлена пружина кручения с упорами, отогнутыми концами заведенная в отверстия гайки и контргайки, при этом снабжено шайбой, установленной под гайкой или головкой болта, одной или более пружинами, защитным колпаком - постоянным или съемным, отогнутые концы пружин обжаты в отверстиях или посажены на клей, контргайка может быть застопорена шплинтом, пружины должны удовлетворять условию: М_тр<М_пр<М_{шт (шп),} где М_тр - момент трения в резьбовом соединении гайка - болт (шпилька); М_пр - момент, создаваемый установленными в сумме пружинами при установке и эксплуатации; М_{шт (шп)} - момент на контргайке, допустимый на смятие (срез) штифта (шплинта), отверстия на гайке и контргайке со стороны пружин имеют фаски, при сборке трущиеся поверхности должны быть смазаны консистентной смазкой, для удержания смазки на торце гайки со стороны контакта с шайбой выполнены проточки (канавки). Это позволяет исключить самоотвинчивание и разрушение при вибрациях и знакопеременных нагрузках. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях, работающих со знакопеременными нагрузками, вибрациями, например, выбивных решетках, виброситах и в других с аналогичными нагрузками механизмах.

Известно резьбовое соединение (а.с. №433295, 12.08.71 г., МПК F16В 39/26), содержащее болт (шпильку), на стержне которого наворачивается гайка и контргайка, между которыми установлена спиральная пружина с упорами, отогнутыми концами заведенная в отверстия гайки и контргайки, контргайка застопорена на стержне болта при помощи штифта.

Недостаток известного резьбового соединения заключается в том, что конструкция его является недостаточной для различных вариантов в применении и возникла необходимость доработки конструкции с целью ее более эффективного использования в различных вариантах.

Целью изобретения является доработка конструкции резьбового соединения для более широкого применения.

Поставленная цель достигается тем, что резьбовое соединение повышенной надежности с целью исключения самоотвинчивания и разрушения при вибрациях и знакопеременных нагрузках в процессе эксплуатации, например в условиях повышенных вибраций и знакопеременных нагрузок (РСПН), включающее болт (шпильку), на стержне которого навернута гайка и застопоренная штифтом контргайка, между которыми (гайкой и контргайкой) установлена пружина кручения с упорами, отогнутыми концами заведенная в отверстия гайки и контргайки, отличающееся тем, что снабжено шайбой, установленной под гайкой или головкой болта, одной или более пружинами, защитным колпаком (колпачком) - постоянным или съемным (комбинированным), отогнутые концы пружин обжаты в отверстиях, например с боковых сторон гайки и контргайки, или посажены на клей, контргайка может быть застопорена шплинтом, пружины должны удовлетворять условию: М_тр<М_пр<М_{шт (шп),} где М_тр - момент трения в резьбовом соединении гайка - болт (шпилька); М_пр - момент, создаваемый установленными в сумме пружинами при установке и эксплуатации; М_{шт (шп)} - момент на контргайке, допустимый на смятие (срез) штифта (шплинта), отверстия на гайке и контргайке со стороны пружин имеют фаски, например, выполненные радиусом, равным внутреннему радиусу отгиба концов пружин, при сборке трущиеся поверхности (например, шайбы с гайкой) должны быть смазаны консистентной смазкой, для удержания смазки на торце гайки со стороны контакта с шайбой выполнены конструктивно проточки (канавки), а на торце болта (шпильки) со стороны контргайки выполнен шлиц под отвертку,

контргайка на торце со свободной от пружины стороны имеет шлицы (прорези), через которые застопорена на болте (шпильке) штифтом или шплинтом,

на стержне болта (шпильки) под штифт или шплинт выполнен ряд отверстий с углом и шагом, пропорциональным шагу резьбы на болте (шпильке),

гайка или головка болта посажена на клеящий материал (стойкий к вибрациям) или сварку со стороны соединяемых деталей, а также использования в качестве элемента токопровода для снятия статического электричества, молниеотвода или непосредственно проводника тока (например, приварка первого кабеля к головке болта и клеммовое присоединение второго кабеля к стержню болта за контргайкой),

шайба имеет твердость выше твердости сопрягаемых деталей, шлифована.

комбинированный колпак (колпачок) имеет несколько вариантов, например съемный, включающий уплотнительную нижнюю часть, среднюю гофрированную часть, верхнюю часть, которая посажена на стержень болта (шпильки) за контргайкой и застопорена шплинтом, имеет еще кольцевую замковую часть для крепления крышки, которая застопорена кольцевой пружиной или выполненной в виде жесткого стакана, закрепленного на закрепляемой детали, который вверху оканчивается замковой частью, которая взаимодействует с замковой частью на крышке, которая запирается кольцевой пружиной.

Краткое описание чертежей резьбового соединения повышенной надежности (РСПН)

На чертежах (фиг. 1 и 2) представлены общие виды резьбового соединения с болтом 1, на чертежах (фиг. 3 и 4) представлены общие виды со шпилькой 2.

РСПН состоит из болта 1 (фиг. 1 и 2) или шпильки 2 (фиг. 3 и 4), установленных в отверстиях, выполненных в соединяемых деталях 3 и 4.

На болте 1 (шпильке 2) навинчены гайка 5 и контргайка 6, закрепленная штифтом 7, между которыми установлены пружины 8 с упорами 9, отогнутыми концами пружины 8 заведены в отверстия гайки 5 и контргайки 6.

На шпильке 2 (фиг. 3 и 4) показан вариант, где на стержне шпильки 2 выполнен ряд отверстий, а на контргайке 6 выполнены шлицы (прорези), и в качестве стопорящей детали применен шплинт 10.

Под гайку 5 или под головку болта 1 установлена шайба 11.

Для защиты РСПН от внешней среды (механического воздействия, влаги и загрязнения) применен защитный колпак (колпачок) - постоянный 12 или съемный 13 (комбинированный), застопоренный шплинтом 14 с крышкой 15.

На концах болта 1 и шпильки 2 выполнен шлиц 16 под отвертку, к головке болта 1 присоединен кабель 17, например приварен, а к окончанию стержня болта 1 присоединен клеммой другой кабель 18, закрепленный гайкой 19 и застопоренной шплинтом 20.

Комбинированный колпак (колпачок) (фиг. 3 и 4) выполненный, например, съемным 13, включающий уплотнительную часть 21, среднюю гофрированную часть 22, верхнюю часть с отверстием 23, которая посажена на стержень шпильки 2 и застопорена дополнительным шплинтом 14, имеет еще кольцевую часть 24 для присоединения к крышке 15, которая застопорена кольцевой пружиной 25, или выполнена в виде жесткого стакана 26, закрепленного на детали 4, которая вверху оканчивается кольцевой замковой частью 24, которая взаимодействует с замковой частью на крышке 15 и застопорены кольцевой пружиной 25.

Действие резьбового соединения повышенной надежности

При эксплуатации того или иного механизма, снабженного резьбовым соединением повышенной надежности и универсальности при знакопеременных нагрузках, вибрациях возникает за счет обмятия соединяемых деталей 3 и 4, так называемое обмятие стыка и происходит расхождение и схождение стыка. При дальнейшей работе механизма расхождение стыка и динамические нагрузки на детали возрастают также и за счет деформации деталей резьбового соединения. При схождении стык между гайкой 5 (головкой болта 1) и шайбой 11 возникает зазор, который выбирается разворотом гайки 5 (болта 1), в этом случае ни краска, ни шероховатость поверхности соприкасающейся с гайкой 5 (болтом 1) деталью не являются помехой и при наличии смазки тем более.

При наличии возможности возникновения дополнительной закрутки пружин 8 в процессе эксплуатации применим комбинированный колпак 13 и стопорение контргайки 6 шплинтом 10 для этого необходимо снять крышку 15, извлечь дополнительный шплинт 14, снять съемный колпак 13 (колпачок), извлечь шплинт 10 и произвести закрутку, разворачивая контргайку 6. Одну из прорезей на контргайке 6 совместить с одним из отверстий на стержне болта 1 (шпильки 2) и зашплинтовать шплинтом 10. Последующая сборка производится в обратном порядке разборки.

С целью использования РСПН в качестве элемента токопровода для снятия статического электричества, молниеотвода или непосредственно проводника тока необходимо присоединить электрокабель 17 к головке болта 1, например, сваркой и клеммой присоединить другой электрокабель 18 к стержню болта 1, закрепив гайкой 19 и застопорив шплинтом 20.

Благодаря применению предложенного резьбового соединения, снабженного указанными конструктивными элементами и деталями, возникает возможность повышения его надежности и универсальности.

1. Резьбовое соединение повышенной надежности (РСПН), с целью исключения самоотвинчивания и разрушения при вибрациях и знакопеременных нагрузках, включающее болт (шпильку), на стержне которого навернута гайка и застопоренная штифтом контргайка, между которыми (гайкой и контргайкой) установлена пружина кручения с упорами, отогнутыми концами заведенная в отверстия гайки и контргайки, отличающееся тем, что снабжено шайбой, установленной под гайкой или головкой болта, одной или более пружинами, защитным колпаком (колпачком) - постоянным или съемным (комбинированным), отогнутые концы пружин обжаты в отверстиях, например с боковых сторон гайки и контргайки, или посажены на клей, контргайка может быть застопорена шплинтом, пружины должны удовлетворять условию: М_тр<М_пр<М_{шт (шп),} где М_тр - момент трения в резьбовом соединении гайка - болт (шпилька); М_пр - момент, создаваемый установленными в сумме пружинами при установке и эксплуатации; М_{шт (шп)} - момент на контргайке, допустимый на смятие (срез) штифта (шплинта), отверстия на гайке и контргайке со стороны пружин имеют фаски, например, выполненные радиусом, равным внутреннему радиусу отгиба концов пружин, при сборке трущиеся поверхности (например, шайбы с гайкой) должны быть смазаны консистентной смазкой, для удержания смазки на торце гайки со стороны контакта с шайбой выполнены проточки (канавки).

2. РСПН по п. 1, отличающееся тем, что на торце болта (шпильки) со стороны контргайки выполнен шлиц под отвертку.

3. РСПН по п. 1, отличающееся тем, что контргайка на торце со свободной от пружины стороны имеет шлицы (прорези), через которые застопорена на болте (шпильке) штифтом или шплинтом.

4. РСПН по п. 1, отличающееся тем, что на стержне болта (шпильки) под штифт или шплинт выполнен ряд отверстий с углом и шагом, пропорциональным шагу резьбы на болте (шпильке).

5. РСПН по п. 1, отличающееся тем, что гайка или головка болта посажена на клеющий материал (стойкий к вибрациям) или сварку со стороны соединяемых деталей, а также использовано в качестве элемента токопровода для снятия статического электричества, молниеотвода или непосредственно проводника тока (например, приварен первый кабель к головке болта и клеммовое присоединение второго кабеля к стержню болта за контргайкой).

6. РСПН по п. 1, отличающееся тем, что шайба имеет твердость выше твердости соприкасаемых деталей, шлифована.

7. РСПН по п. 1, отличающееся тем, что комбинированный колпак (колпачок) имеет несколько вариантов, например съемный, включающий уплотнительную нижнюю часть, среднюю гофрированную часть, верхнюю часть, которая посажена на стержень болта (шпильки) за контргайкой и застопорена шплинтом, имеет еще кольцевую замковую часть для крепления крышки, которая застопорена кольцевой пружиной или выполнена в виде жесткого стакана, закрепленного на закрепляемой детали, который вверху оканчивается кольцевой замковой частью, которая взаимодействует с замковой частью на крышке, которая застопорена кольцевой пружиной.