гайка самостопорні

Винахід відноситься до галузі машинобудування і, зокрема, до різьбових з'єднань і способам їх стопоріння. Метою винаходу є підвищення надійності стопорения з'єднання. Суть винаходу полягає в конструктивному виконанні гайки, що має дві ділянки з різьбленням, - початковий, на якому різьблення виконана з повним профілем, і кінцевий - з неповним профілем різьблення, зовнішній діаметр якої від межі ділянок сходиться по конусу з внутрішнім діаметром різьблення на задньому торці гайки . Довжина ділянки різьблення з неповним профілем витримана при цьому в межах 2-3 кроків різьблення. Технічним результатом є висока надійність стопоріння нарізного сполучення за рахунок підвищеного тертя між витками на кінцевій ділянці і натягу. 1 з. П.Ф.-ли, 2 мул.

Винахід відноситься до галузі машинобудування, точніше - до різьбових роз'ємним з'єднанням, що застосовуються в машинах, механізмах і пристроях, точніше до способів стопоріння кріпильних деталей від самовідгвинчування, конструкцій різних стопорящую пристосувань і конструктивних елементів кріпильних деталей, які протидіють самовідгвинчуванню.

Всі різьбові кріпильні деталі машин і механізмів повинні бути надійно застопорені від самовідгвинчування щоб уникнути аварій і поломки деталей машин і агрегатів. Особливо актуальна ця задача для вузлів, що працюють в умовах вібрації і циклічних навантажень.

В даний час розроблено велику кількість кріпильних деталей, що забезпечують стопоріння, принцип дії яких заснований на способах жорсткого, пружного, фрикційного, натягового і іншого стопорения.

Відомі, наприклад, самостопорні гайки [1] з вставкою з пластмаси. При закручуванні гайки нарізний стрижень болта або шпильки нарізає різьбу у вставці. При цьому пружність вставки забезпечує додатково фрикційне стопоріння. Недоліками гайок зі вставками є складність конструкції, нетехнологічність, велика трудомісткість виготовлення, можливість зрізання витків вставки, недостатньо високий коефіцієнт тертя в парі метал-пластмаса.

Відомі гайки з пружним нарізною віночком [1], який після нарізування різьблення в гайці злегка осаджують. При закручуванні гайки нарізний кінець болта або шпильки піднімає віночок, завдяки чому в різьбі створюється осьової натяг. Конструкція має недоліки, які полягають в технологічній складності виготовлення і можливості обламування віночка при закручуванні гайки.

Найбільш близькою по технічній сутності до заявленого винаходу є конструкція гайки з двома ділянками різьблення, на яких з метою підвищення натягу крок різьблення одного ділянки не дорівнює кроку різьблення іншої ділянки [2]. Недоліками цієї конструкції є складність нарізування двох ділянок різьблення з різними кроками, труднощі суміщення заходів різьби в одну нитку на кордоні ділянок, нетехнологічність, висока вартість виробу і неможливість багаторазового використання гайки через значну деформації витків різьби при закручуванні гайки.

Метою пропонованого винаходу є підвищення надійності стопорения гайки за рахунок забезпечення підвищеного тертя між витками різьби і натягу в сполучених поверхнях різьблення при одночасному забезпеченні простоти виготовлення гайки, високій технологічності, низької вартості і можливості її багаторазового використання.

Завдання вирішена тим, що в гайці самостопорні, виконаної з заготівлі круглого, квадратного або шестигранного перетину, з фасками і центральним отвором з різьбленням, розділеної на дві ділянки, різьблення на початковій ділянці виконана з повним профілем, а на кінцевому - з неповним профілем різьблення, зовнішній діаметр якої від межі ділянок сходиться по конусу з внутрішнім діаметром різьблення на задньому торці гайки. Причому фаска в отворі виконана тільки в початковій ділянці різьблення, з боку опорної поверхні гайки. Довжина ділянки різьблення з неповним профілем витримана при цьому в межах 2. 3 кроків різьблення центрального отвору.

Конструкція пропонованої гайки показана на фіг.1 і 2. На фіг.1 представлено креслярське зображення внутрішнього профілю гайки; на фіг.2 - конструктивне наочне зображення.

Пропонована гайка конструктивно не відрізняється від звичайної гайки і не вимагає для її виготовлення спеціального резьбонарезного інструменту. Вона виконана з заготовки 1 круглого, квадратного або шестигранного перетину. По осі заготовки виконано центральний отвір з діаметром під нарізування відповідної різьблення. В отворі з боку нижньої опорної поверхні гайки виконується фаска 4 для заходу резьбонарезающего інструменту.

Внутрішня різьба в центральному отворі гайки розділена на дві ділянки. Початкова ділянка 2 різьблення виконаний зі звичайним повним профілем відповідно до діючих стандартів. Ближче до верхньої частини гайки різьблення виконана з неповним профілем (кінцева ділянка 3 різьблення). Кінцева ділянка 3 різьблення по суті справи представляє собою стік різьблення, звичайний для багатьох різьбових виробів. Від кордону ділянок зовнішній діаметр різьби сходиться по конусу з внутрішнім діаметром різьблення на верхньому торці гайки. Фаску при цьому на верхньому торці центрального отвору гайки не виконують.

Довжина ділянок 2 і 3 різьблення - різна. Найбільшу довжину має початкова ділянка 2 різьблення. Кінцева ділянка 3 різьблення має довжину рівну 2. 3 кроків різьблення гайки, що для різьблення, наприклад, M12 становить 2,5. 5,25 мм.

Початкова ділянка 2 різьблення призначений для виконання звичайної кріпильної функції гайки, а кінцева ділянка 3 різьблення - для самостопоренія гайки за рахунок створення додаткового натягу в з'єднанні гайка - болт і підвищення тертя між поверхнями взаємодіючих витків різьби.

При нарізуванні різьблення гайки, з метою освіти ділянки різьблення неповного профілю різьбонарізний інструмент (мітчик) проганяв на повну довжину. При виготовленні гайки на токарному верстаті за допомогою різця інструмент у верхній частині відводять по котра утворює конуса до осі центрального отвору так, щоб на верхньому торці різьблення зійшла нанівець.

Пропонована самостопорні гайка працює наступним чином. В процесі накручування гайки, при підході заходу різьблення стрижня болта або шпильки до ділянки з неповним профілем на ньому починає формуватися різьблення повного профілю. Причому різьблення формується не видаленням частини металу, а видавлюванням. В результаті деформування металу на кінцевих витках гайки утворюється різьблення, профіль якої точно відповідає профілю різьби стержня. При цьому будуть відсутні зазори між поверхнями різьби гайки і стрижня. У міру закручування гайки натяг в з'єднанні буде зростати, тертя збільшуватися, і вони досягнуть свого максимального значення в кінці затягування, коли будуть обрані технологічні зазори між витками різьби. Це пояснюється наступним. В результаті взаємодії витків різьби стержня з кінцевим ділянкою різьблення гайки в останній створюється напружений стан радіального стиснення, що сприяє збільшенню тертя і додаткового натягу на цій ділянці різьблення. Підвищене тертя між витками різьби на кінцевій ділянці гайки, натяг від процесу формування різьби і додатковий натяг від напруженого стану гайки в результаті забезпечують умови, при яких гальмує момент тертя затягування значно перевершує момент самовідгвинчування. Коефіцієнт самоторможения гайки Мторм / Мотв завжди більше одиниці і приймає значення від 10 до 50, що забезпечує високу надійність самостопоренія гайки в кінці затягування саме через наявність кінцевої ділянки різьблення з неповним профілем.

Наведена в заявці довжина кінцевого ділянки гайки, рівна 2. 3 кроків різьблення, є оптимальною, тому що при виході з зазначених меж нічого очікувати забезпечуватися позитивний максимальний ефект.

При довжині кінцевого ділянки різьблення гайки менше двох кроків не буде забезпечуватися необхідна міцність сформованих витків на зріз і зминання.

При довжині кінцевого ділянки різьблення гайки більше трьох кроків сили опору деформації і тертя будуть перевершувати міцності матеріалу, і витки різьблення на цій ділянці будуть зрізати або м'яти в процесі закручування гайки. Ефект самостопоренія буде виключений.

В цілому пропоноване винахід забезпечує високу надійність стопоріння з'єднання. Конструкція самостопорні гайки проста, технологічна і надійна.

Джерела інформації 1. Орлов П.І. Основи конструювання. У 2-х книгах. Кн. 2. - М. Машинобудування, 1988, с. 153.

2. Костін А.П. Гайка складова. А.С. 346515, М. Кл. F 16 B, 33/02.

1. Гайка самостопорні, виконана з заготівлі круглого, квадратного або шестигранного перетину, з фасками і центральним отвором з внутрішнім різьбленням, розділеної на дві ділянки, яка відрізняється тим, що різьблення шайби на початковій ділянці виконана з повним профілем, а на кінцевому - з неповним профілем різьблення, зовнішній діаметр якої від межі ділянок сходиться по конусу з внутрішнім діаметром різьблення на задньому торці гайки, причому фаска в отворі виконана тільки в початковій ділянці різьблення з боку опорної поверхні гайки.

2. Гайка самостопорні по п. 1, яка відрізняється тим, що довжина ділянки різьблення з неповним профілем знаходиться в межах 2-3 кроків різьблення центрального отвору.