САМОКОНТРЯЩАЯСЯ ГАЙКА Российский патент 1996 года по МПК F16B39/284 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления конструктивных элементов в машинах и механизмах.

Известна самоконтрящаяся гайка, содержащая корпус с цилиндрической коронкой, внутри которой установлен стопорный элемент, выполненный в виде двух концентрично установленных колец с различным модулем упругости и упирающийся в буртик, причем внутреннее кольцо, имеющее больший модуль упругости, выполнено разрезным, а охватывающее его кольцо имеет длину, меньшую длины внутреннего кольца [1]
Однако данный конструкция имеет недостатки, в частности люфт, появляющийся со временем в стопорном элементе, а также вредное влияние окружающей среды на резьбу снижают надежность резьбового соединения и его эффективность.

Цель настоящего изобретения повышение надежности резьбового соединения.

Она достигается тем, что охватывающее кольцо стопорного элемента выполнено в виде упругого колпачка, надетого на внутреннее кольцо стопорного элемента с торцевой стороны гайки и прижатого к этому кольцу буртиком цилиндрической коронки гайки таким образом, что образуется дополнительный торцевой упругий элемент. Упругий колпачок может быть выполнен с полостью, выступающей над цилиндрической коронкой гайки в ее торцевой части, снабжен прокладкой, расположенной во внутренней торцевой части полости, а полость заполнена вязким материалом. Кроме того, внутреннее стопорное кольцо может быть выполнено с одним или несколькими пазами, расположенными в непараллельных к осевой линии плоскостях, в частности перпендикулярно к ней, и имеющими глубину меньшую наружного диаметра стопорного кольца, пазы могут быть выполнены с разных сторон стопорного кольца, а указанное кольцо может быть составным из нескольких колец, соосно установленных в коронке и упругом колпачке гайки и имеющих разный модуль упругости, уменьшающийся по направлению к торцу коронки гайки, причем модуль упругости материала колпачка наименьший из них.

Отличительными признаками самоконтрящейся гайки неизвестны ни в аналогах, ни в прототипе и обеспечивают новый положительный эффект, т.е. соответствуют критерию "новизна" и "существенные отличия".

На фиг.1 показана самоконтрящаяся гайка, общий вид в осевом разрезе; на фиг.2 то же, разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 то же, что на фиг.1, но со стопорным кольцом, выполненным с пазами; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 то же, что на фиг.1, но со стопорным кольцом, выполненным составным из нескольких колец.

Самоконтрящаяся гайка содержит корпус 1 с цилиндрической коронкой 2, внутри которой установлен стопорный элемент, выполненный в виде внутреннего стопорного кольца 3 и наружного охватывающего стопорного элемента в виде упругого колпачка 4, надетого на внутреннее кольцо стопорного элемента с торцевой части гайки и прижатого к этому кольцу буртиком 5 цилиндрической коронки гайки таким образом, что образуется торцевой упругий элемент 6. Кроме того, упругий колпачок выполнен таким образом, что при установке образует выступающую над коронкой гайки часть с полостью 7 внутри, которая с целью увеличения эффекта стопорения может быть заполнена вязким веществом, а с внутренней своей торцевой стороны с целью создания дополнительной тормозящей силы по торцу охватываемой детали (например, болта) и предотвращения прорыва колпачка снабжена жесткой прокладкой 8 с высоким коэффициентом трения с металлом. При исполнении внутреннего стопорного кольца по различным вариантам, предложенным в настоящем изобретении, оно может иметь пазы 9 или быть выполненным составным из нескольких элементов 10. Пазы могут иметь разную ширину, а составные элементы разные модули упругости, уменьшающиеся к торцу гайки, но модуль упругости материала колпачка наименьший из них. Внутреннее стопорное кольцо имеет продольный разрез 11.

Самоконтрящаяся гайка работает следующим образом. При навинчивании гайки на болт, например, резьба болта нарезает резьбу в теле стопорного кольца 3. При этом кольцо, вследствие наличия продольного разреза 11, разжимается и сжимает упругий колпачок в его охватывающей части. Кроме того, ввертываемый болт сдвигает стопорное кольцо 3 по ходу своего движения, сжимая при этом торцевую часть 6 колпачка 4. Далее по ходу движения ввертываемого болта, его торцевая часть входит во внутреннюю полость упругого колпачка, наполненную вязким веществом и упирается во внутреннюю торцевую часть колпачка, защищенную от прорыва прокладкой (ввертывание торца болта во внутреннюю полость колпачка происходит на 2-3 нитки его резьбы, как и положено по ГОСТ на болтовые соединения). Таким образом, упругие силы, возникающие в резьбовом соединении при ввертывании болта за счет вышеперечисленных эффектов, компенсируют люфт резьбового соединения болт гайка и позволяют обеспечить эффект самостопорения длительное время (упругие силы кольца, упругие силы колпачка, упругие, вязкие силы вязкого материала внутри колпачка, силы трения по торцу болта от контакта с прокладкой, упругие силы растягивающегося при ввертывании в него торца болта упругого колпачка).

Кроме того, наличие упругого колпачка защищает резьбовое соединение от вредного воздействия (влага, загрязнения и т.п.) окружающей среды, что также способствует сохранению эффекта самостопорения более длительное время и повышению надежности.

Дополнительный эффект самостопорения гайки может быть достигнут выполнением стопорного кольца с пазами, как показывают на фиг.3,4. При этом происходит дополнительная деформация кольца, что создает дополнительный подпружинивающий, заклинивающий эффект в резьбовом соединении болт гайка. Выполнение кольца составным с разным модулем упругости позволяет получить дополнительное стопорение резьбы за счет эффекта скручивания составного кольца вдоль оси, возникновении дополнительной силы трения на торцевых поверхностях составных колец, более эффектного использования их упругости.

Использование: крепление конструктивных элементов в машинах и механизмах. Сущность изобретения: гайка содержит корпус с цилиндрической коронкой и стопорный элемент. Коронка выполнена с внутренним торцевым буртиком. Стопорный элемент выполнен из внутреннего кольца и охватывающего его закрытого упругого колпачка. Колпачок поджат к кольцу буртиком коронки. На внутреннем торце колпачка может быть размещена прокладка. Полость в колпачке может быть заполнена вязким материалом. Кольцо может иметь один или несколько пазов, выполненных с разных сторон кольца. Кольцо может быть выполнено составным из колец с разным модулем упругости. Модуль упругости уменьшается по направлению к буртику коронки гайки. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Самоконтрящаяся гайка, содержащая корпус с цилиндрической коронкой, в торцовой части которой образован буртик, стопорный элемент, размещенный внутри коронки и выполненный из двух концентрично установленных колец с различным модулем упругости, причем внутреннее кольцо имеет больший модуль упругости и выполнено разрезным, а охватывающее его кольцо имеет длину, меньшую длины внутреннего кольца, отличающаяся тем, что охватывающее кольцо выполнено в виде упругого колпачка, закрытый торец которого расположен со стороны, противоположной опорному торцу гайки, при этом колпачок поджат к внутреннему кольцу стопорного элемента буртиком цилиндрической коронки. 2. Гайка по п.1, отличающаяся тем, что закрытый торец колпачка расположен за пределами торца цилиндрической коронки, колпачок снабжен прокладкой, размещенной на его внутреннем торце, а полость колпачка над цилиндрической коронкой заполнена вязким материалом. 3. Гайка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутреннее кольцо выполнено с одним или несколькими пазами, расположенными в непараллельной осевой линии плоскости, в частности перпендикулярно ей, и имеющими глубину, меньшую наружного диаметра внутреннего кольца. 4. Гайка по п.3, отличающаяся тем, что пазы выполнены с разных сторон внутреннего кольца. 5. Гайка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что внутреннее кольцо выполнено составным из нескольких соосно установленных колец, имеющих разный модуль упругости, уменьшающийся по направлению к буртику коронки гайки.