САМОСТОПОРЯЩАЯСЯ ГАЙКА (ЕЕ ВАРИАНТЫ) Российский патент 1995 года по МПК F16B39/284 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к крепежным изделиям.

Известно несколько типов самостопорящихся гаек, имеющих цилиндрический конец, выполненный с вертикальными пазами, образующими круговые дуговые сегменты, предназначенные для упругого сжатия радиально действующей внешней спиральной пружиной.

Известна самостопорящаяся гайка, имеющая на одном из ее торцев кольцеобразный выступ, выполненный с радиальными пазами, определяющими границы нескольких круговых дуговых сегментов, сжатых упругим кольцом таким образом, что оно выполняет радиально зажимающее действие на сегменты [1]
Однако вследствие напряженности вертикальных пазов, выполненных на цилиндрическом конце или фланце этой гайки, трудно использовать гайку вновь после раскручивания из-за грязи и посторонних материалов, проникающих в пазы при использовании. Так чтобы при необходимости использовать гайку вновь необходимо осуществить соответствующую операцию очистки сжатым воздухом, растворителями и/или механическими средствами.

Кроме того, сопротивление продольному изгибу и, следовательно, сжимаемость и размах стенок ограничен пружиной, так как после определенного изгиба в радиальном направлении верхние кромки дуговых сегментов приходят во взаимный контакт так, что полезность гайки становится проблематичной при использовании винтов с наклонной резьбой.

Известна самостопорящаяся гайка, во фланце которой выполнены несколько V и U-образных канавок, достаточно широких, чтобы избежать вышеуказанных недостатков, обусловленных напряженностью пазов.

Так как спиральная пружина, которой снабжена гайка, должна быть защищена от окисления, решение заключается в том, чтобы насытить пружину фосфором при выполнении ее из пружинной стали; согласно другому решению предлагается выполнить пружину из нержавеющей стали (при использовании гайки при температуре выше 250^оС).

При этом выяснилось, что фосфация не обеспечивает надлежащую защиту от окисления. Кроме того, при выполнении пружины из нержавеющей стали возникают другие недостатки, такие как чрезмерная стоимость, оправданная только для типов гаек, предназначенных для использования при высоких температурах (выше 250^оС), а также целесообразность ее использования только для гаек, выполненных для температур, которые больше, чем 250^оС, так как при более низких температурах предпочтительно использовать обычные пружины (сделанные из пружинной стали), которые имеют лучшую упругость и, следовательно, обеспечивают больший крутящий момент при торможении. В среднем данные пружины из нержавеющей стали дают крутящий момент, который намного меньше, чем момент соответствующих пружин из пружинной стали.

Целью изобретения является исключение вышеуказанных недостатков и создание гайки, обеспечивающей невысокую стоимость, сопротивление окислению и ее использование при любых температурах.

Современная технология обеспечивает по крайней мере три исполнения гайки для высоких температур (выше 250^оС) всегда с пружинами, сделанными из нержавеющей стали:
стальная гайка с низким содержанием углерода;
стальная гайка с высоким содержанием углерода;
гайка из нержавеющей стали.

Три вышеуказанных решения, особенно первые два решения, отличаются слишком большим сцеплением с винтами или болтами после определенного пребывания при высокой температуре (400-500^оС). Последнее решение имеет более низкое число ситуаций, создающих некоторые неудобства. Например, пытаясь открутить гайку, может откручиваться винт из своего гнезда или (что хуже), срезается сам болт. Даже если это происходит только раз при проверке или гарантийном обслуживании машины (на которой могут быть смонтированы 10 и более гаек), это вызывает заметные практические трудности: в первом случае замена винта другим, имеющим допуск на диаметр больший, чем предыдущий, во втором случае проблема более серьезная, так как необходимо сверлить винт и разобрать его на части с временными приспособлениями, принимая во внимание то, что почти всегда эти операции приходится осуществлять в не очень удобных положениях, особенно если двигатель предназначен для транспортного средства.

Целью изобретения является исключение этих недостатков при условии, что гайка обработана таким образом, чтобы ее можно было легко разобрать без ее неконтролируемого и нежелательного расшатывания, что может привести к утечке газа с последующим загоранием возможной уплотнительной прокладки.

Цель изобретения достигается тем, что в самостопорящейся гайке, включающей верхний фланец с резьбой, выполненный с U-образными продольными пазами, образующими в самом фланце множество круговых дуговых сегментов, сжатых спиральной внешней пружиной, и такой ширины, чтобы не позволить взаимного контакта круговых дуговых сегментов, пружина до закручивания оцинкована при нагреве с целью обеспечения лучшей защиты от окисления.

Целесообразно корпус гайки подвергать электролитическому окислению для исключения спайки между гайкой и винтом.

Целесообразно выполнять пружину, работающую при температуре ниже, чем 250^оС, из пружинной стали, оцинкованной при нагреве.

В варианте выполнения спиральную пружину выполняют из нержавеющей пружинной стали в случае, если она работает при температуре выше 250^оС.

На чертеже показана самостопорящаяся гайка в аксонометрии.

Гайка завинчивается на стержень с резьбой (не показана).

Гайка содержит корпус 1 с верхним резьбовым фланцем 2, на котором намотана спиральная пружина 3, работающая с приложением радиального давления на фланец 2 и на стержень с резьбой, на который навинчивается гайка, благодаря широким продольным пазам 4 U-образной формы, выполненным во фланце 2.

Указанные пазы 4 образуют на фланце 2 ряд круговых дуговых сегментов 5, выполненных с небольшим верхним наружным ребром 6.

На верхней поверхности гайки выполнена выемка 7, где расположена спиральная пружина 3, которая охватывает фланец 2, радиально сжимая сегменты 5 напротив стержня с резьбой, на котором навинчена гайка.

Использование: стопорение резьбовых соединений. Сущность изобретения: гайка содержит корпус 1 с резьбовым фланцем 2. Фланец выполнен с пазами 4 U-образной формы. Пазы образуют круговые дуговые сегменты 5, которые сжаты спиральной пружиной 3. Пружина выполнена из оцинкованной при нагреве перед скручиванием стали. В случае работы гайки при температуре ниже 250°С пружина должна быть выполнена из пружинной стали. Пружина может быть выполнена из нержавеющей пружинной стали для температур выше 250°С. Корпус гайки может быть выполнен с электролитическим медным покрытием. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Самостопорящаяся гайка, содержащая корпус с верхним резьбовым фланцем, выполненным с U-образными продольными пазами, образующими во фланце дуговые сегменты, сжатые внешней спиральной пружиной, при этом пазы имеют ширину, предотвращающую взаимный контакт сегментов при сжатии пружиной, отличающаяся тем, что спиральная пружина выполнена из оцинкованной при нагреве перед скручиванием стали. 2. Гайка по п.1, отличающаяся тем, что спиральная пружина выполнена из пружинной стали в случае работы гайки при температуре ниже 250^oС. 3. Самостопорящаяся гайка, содержащая корпус с верхним резьбовым фланцем, выполненными с U-образными продольными пазами, образующими во фланце дуговые сегменты, сжатые внешней спиральной пружиной, при этом пазы имеют ширину, предотвращающую взаимный контакт сегментов при сжатии пружиной, отличающаяся тем, что пружина выполнена из нержавеющей пружинной стали в случае работы гайки при температуре выше 250^oС. 4. Гайка по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что корпус гайки выполнен с электролитическим медным покрытием для защиты от коррозии и облегчения разборки гайки после ее длительного пребывания при температурах выше 400 - 500^oС.