СТОПОРНОЕ РАЗРЕЗНОЕ ПРУЖИННОЕ КОЛЬЦО Российский патент 1997 года по МПК F16B21/18 

Заявляемое изобретение относится к машиностроению, к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и установок, а именно к средствам для предотвращения осевых перемещений.

Известно устройство для осевой фиксации деталей [1] содержащее пружинное разрезное кольцо, выполненное с продольными пазами по внутренней поверхности кольца.

Недостатком этого устройства является невозможность обеспечения поджатия элементов конструкции, ввиду отсутствия опорной поверхности пружинного разрезного кольца.

Известно устройство для осевой фиксации ступицы на валу [2] содержащее пружинную конусную шайбу, выполненную с разрезом по образующей конуса.

Однако недостатком этого устройства является отсутствие конусной поверхности, что не может обеспечить поджатие элементов конструкции.

Известно также стопорное пружинное разрезное кольцо [3] для осевой фиксации детали, расположенное во внутренней кольцевой проточке охватывающей детали, выполненное с запирающим конусным сечением. Недостатком известного стопорного пружинного разрезного кольца является то, что при заневоливании его наружная охватывающая поверхность и, следовательно, контактирующие поверхности принимают отличные от правильных геометрических формы (цилиндр, конус) ввиду неравножесткости его сечения по периметру, а это приводит к неравномерностям поджатия фиксируемой детали и, как следствие, к перекосам в конструкции, т.е. ненадежной фиксации внутренних элементов конструкции.

Ближайшим техническим решением выбранным в качестве прототипа, является стопорное разрезное пружинное кольцо [4] внутренняя поверхность которого представляет собой конус, вершина которого направлена в сторону фиксируемой детали. Наружная поверхность кольца, взаимодействующая с держателем, также выполнена в виде конуса. Кроме того, внутренняя и наружная поверхности кольца снабжены равномерно расположенными продольными пазами.

За счет выполнения продольных пазов удалось снизить жесткость кольца, но при этом оно не стало равножестким, т.е. при заневоливании теряет форму окружности и, как следствие, не обеспечивает равномерного поджатия фиксируемой детали по периметру. Это особенно заметно проявляется для фиксируемых деталей, выполненных из мягких деформируемых материалов. Данное устройство не обеспечивает надежную фиксацию внутренних элементов конструкции.

Таким образом, настоящее изобретение направлено на решение задачи по повышению надежности фиксации (стопорения) внутренних элементов конструкции. Технический результат выражается в ликвидации расслаблений (зазоров), возникающих в результате пластических деформаций и "перепрессовок" внутренних элементов изделий за счет сохранения кольцевой стопорной поверхности при обеспечении равножесткости кольца по периметру его сечения.

Это достигается тем, что в стопорном разрезном пружинном кольце для осевой фиксации детали по отношению к взаимодействующей с ней детали, выполненном с внешним конусом, упирающимся в кольцевой буртик, предусмотренный на взаимодействующей детали, и имеющем на наружной поверхности равномерно расположенные по окружности продольные пазы, пазы имеют в поперечном сечении Т-образную форму с полкой в толще кольца и ножкой, выходящей наружу, причем общая ось полок всех пазов смещена относительно оси кольца в сторону, противоположную разрезу кольца на величину Δ, которая определяется из соотношения:
D = (0,3...0,4)•(S-h-t), где
S ширина кольца,
t ширина полки паза,
h толщина стенки между наружной поверхностью кольца и поверхностью полки паза.

Наличие признаков, отличающих заявляемое изобретение от прототипа, позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".

Предлагаемое изобретение позволило получить равножесткое стопорное кольцо, поджимающее фиксируемую деталь с равномерным усилием по всему периметру с сохранением правильности форм контактирующих поверхностей (конус, плоскость) как в исходном состоянии, так и при заневоливании.

На фиг. 1 изображено предлагаемое стопорное пружинное разрезное кольцо ("расходящееся); на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 на фиг.3 предлагаемое стопорное пружинное разрезное кольцо ("сходящееся").

Во внутренней полости корпуса 1 (см. фиг.1) установлен держатель 2, в кольцевой проточке 3 которого размещена фиксируемая деталь 4. Держатель 2 снабжен кольцевой канавкой 5, в которую монтируется стопорное пружинное разрезное кольцо 6, выполненное с разрезом 7 и монтажными отверстиями 8. Наружная поверхность кольца 6, выполнена в виде конуса 9, а нижняя поверхность 10 кольца 6, контактирующая с фиксируемой деталью 4, выполнена с требованием плосткостности. В стопорном разрезном кольце 6 выполнены (см. фиг.2) равномерно расположенные равноразмерные пазы Т- образной формы 11, общая ось полок всех пазов 0₁ смещена относительно оси кольца О на размер Δ.

Работает устройство следующим образом.

В корпусе 1 устанавливают держатель 2, в который укладывают деталь 4. Для осевой фиксации этой детали 4 относительно держателя 2 применяется равножесткое стопорное кольцо 6. С помощью специального инструмента стопорное кольцо 6 сжимается (заневоливается) в радиальном направлении и вводится в кольцевую канавку 5 держателя 2.

После освобождения стопорное кольцо 6 упирается своим наружным конусом 9 в кромку 12 держателя 2, чем создается и постоянно поддерживается осевое усилие прижатия детали 4 к держателю 2, причем благодаря свойству равножесткости с сохранением правильности форм контактирующих поверхностей обеспечивается равномерное усилие поджатия по всему периметру плоскости контакта 10.

Стопорное разрезное пружинное кольцо может быть выполнено "расходящимся" (см. фиг.1) или "сходящимся" (см. фиг.3), для чего необходимо изменить конусность кольца на противоположную.

Стопорное пружинное разрезное кольцо в соответствии с заявляемым изобретением изготовлено и прошло испытания в составе нескольких макетов, результаты испытаний положительные.

Использование: фиксация внутренних элементов конструкции. Сущность изобретения: стопорное разрезное пружинное кольцо выполнено со сквозными продольными пазами, имеющими в поперечном сечении Т-образную форму с полкой, расположенной в толще кольца, и ножкой, выходящей наружу. Общая ось расположения всех полок смещена относительно оси кольца в сторону, противоположную разрезу кольца, на величину Δ , которая определяется из соотношения:
Δ = (0,3...0,4)•(S-h-t),
где
S - ширина кольца, t - ширина полки паза, h - толщина стенки между наружной поверхностью кольца и поверхностью полки паза. 3 ил.

Стопорное разрезное пружинное кольцо для осевой фиксации детали по отношению к взаимодействующей с нею детали, выполненное с внешним конусом, упирающимся в кольцевой буртик, предусмотренный на взаимодействующей детали, и имеющее на наружной поверхности равномерно расположенные по окружности продольные пазы, отличающееся тем, что пазы имеют в поперечном сечении Т-образную форму с полкой в толще кольца и ножкой, выходящей наружу, причем общая ось полок всех пазов смещена относительно оси кольца в сторону, противоположную разрезу кольца на величину, которая определяется из соотношения
Δ = (0,3 - 0,4)•(S-h-t),
где S ширина кольца;
t ширина полки паза;
h толщина стенки между наружной поверхностью кольца и поверхностью полки паза.