САМОКОНТРЯЩАЯСЯ ГАЙКА ИЗ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1999 года по МПК F16B37/04 

Изобретение относится к авиастроению, в частности к устройствам для соединения конструкций, преимущественно из композиционных материалов, более конкретно к самоконтрящимся гайкам, например из нержавеющих сталей или титановых сплавов.

Изобретение может быть использовано также в общем машиностроении для создания аналогичных деталей машин.

Известен ряд самоконтрящихся гаек из листового материала, например самоконтрящаяся гайка листовая, содержащая корпус с опорной и деформируемой пластинами, соединенными U-образной перемычкой [1] . Пластины снабжены сквозными соосными отверстиями, внутренняя поверхность которых имеет накатку. Гайка используется с самонарезающими винтами.

Недостатком известной гайки является необходимость отбортовки соединяемого листа внутрь сквозного отверстия на опорной поверхности гайки с целью крепления ее к листу.

Для возможности выполнения операции отбортовки материал соединяемого листа должен обладать высокой пластичностью, так как степень деформации материала сравнительно велика. Вследствие этого гайка не может быть использована, например, для соединения листов из композиционных материалов ввиду их низкой пластичности.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранная в качестве прототипа самоконтрящаяся гайка из листового материала, содержащая корпус с опорным и деформируемым участками, соединенных перемычкой и снабженных соосными отверстиями под крепежный элемент [2].

Недостатком описанной выше гайки является отсутствие ее крепления с соединяемой деталью и, вследствие этого, низкая нагрузка стяжки соединяемых листов, что, в свою очередь, ведет в расстыковке соединения и отвинчиванию при вибрационных нагрузках. Гайка относится к классу гаек-прищепок и используется для несиловых, слабонагруженных соединений.

Предлагаемая конструкция самоконтрящейся гайки решает задачу повышения прочностных и контрящих свойств гайки.

Для решения поставленной задачи в известной самоконтрящейся гайке из листового материала, содержащей корпус с опорным и деформируемым участками в виде пластин, соединенных перемычкой и снабженных соосными отверстиями под крепежный элемент, в опорной пластине выполнены дополнительные отверстия под крепежные элементы для крепления гайки к соединяемой детали, деформируемая пластина расположена под углом 2-5^o к опорной, а соосные отверстия выполнены резьбовыми. Кроме того, отверстие в деформируемой пластине может быть выполнено с отбортовкой.

Благодаря наличию отверстий под крепеж гайка приклепывается к поверхности соединяемой детали и работает с ней как единое целое. Отгиб деформируемой пластины под углом 2-5^o позволяет обеспечить контрение ввертываемого в гайку болта, что очень важно для восприятия вибрационных нагрузок. Уменьшение угла отгиба на величину менее 2^o не позволяет обеспечить достаточно высоких контрящих свойств, а увеличение угла свыше 5^o затрудняет ввинчивание болта в гайку вплоть до нарушения покрытия. Выполнение соосных отверстий резьбовыми дает возможность использовать для образования соединения болты и обычные винты, а не только самонарезающие винты. Выполнение отбортовки в деформируемой пластине позволяет увеличить длину резьбы и тем самым прочность соединения на растяжение. Это вариант исполнения гайки целесообразно применять в зонах, где действуют высокие растягивающие нагрузки.

На фиг. 1 изображена гайка, вид сбоку, разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - гайка в исполнении с отбортовкой, вид сбоку, разрез; на фиг. 4 - узел крепления в сборе; на фиг.5 - вариант исполнения двухушковой гайки; на фиг.6 - то же угловой гайки.

Самоконтрящаяся гайка из листового материала содержит корпус 1 с опорной 2 и деформируемой 3 пластинами, соединенными перемычкой 4. Пластины 2 и 3 снабжены соосными резьбовыми отверстиями 5 и 6. В опорной пластине 2 выполнены отверстия 7 и 8 под заклепки 9 для крепления к соединяемой детали 10. Деформируемая пластина 3 расположена под углом 2-5^o к опорной пластине 2. Отверстие 6 в деформируемой пластине 3 может быть выполнено с отбортовкой 11.

Сборка соединения осуществляется следующим образом.

Гайка с помощью заклепок 9, установленных в отверстиях 7 и 8, крепится к соединяемой детали 10.

Соединение деталей 10 и 12 осуществляется болтом 13, который вворачивается в резьбовые отверстия 5 и 6 (фиг.4).

Жесткое крепление гайки опорной пластиной к соединяемой детали и выполнение соосных отверстий резьбовыми обеспечивает высокую нагрузку стяжки пакета и повышает прочностные характеристики гайки в условиях вибрационных нагрузок.

Расположение деформируемой пластины под углом к опорной пластине обеспечивает эффект стопорения гайки.

Выполнение отверстия с отбортовкой увеличивает нагрузку стяжки соединяемых деталей за счет увеличения резьбовой поверхности соединения и прочность гайки на растяжение.

Использование предлагаемой конструкции обеспечит надежное соединение деталей, в том числе и из композиционных материалов, в труднодоступных местах. По сравнению со стандартными анкерными самоконтрящимися гайками из листового материала предложенная гайка имеет меньший вес и более технологична в изготовлении.

Благодаря различным вариантам конструктивного исполнения предложенной гайки (фиг. 5, 6) она полностью взаимозаменяема с соответствующими гайками по отраслевым стандартам.

Источник информации
1. Патент США N 4557651, кл. F 16 B 37/04, 1985.

2. Заявка Франции N 2583470, кл. F 16 B 37/04, 1987.

Самоконтрящаяся гайка содержит корпус с опорной и деформируемой пластинами, соединенными перемычкой. В пластинах выполнены соосные отверстия под крепежный элемент. В опорной пластине выполнены дополнительные отверстия под крепежные элементы для крепления гайки к соединяемой детали. Деформируемая пластина расположена под углом 2 - 5^o к опорной. Соосные отверстия выполнены резьбовыми. Отверстие в деформируемой пластине может быть выполнено с отбортовкой. Обеспечивается улучшение прочностных и контрящих свойств гайки. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Самоконтрящаяся гайка из листового материала, содержащая корпус с опорным и деформируемым участками в виде пластин, соединенных перемычкой и снабженных соосными отверстиями под крепежный элемент, отличающаяся тем, что в опорной пластине выполнены дополнительные отверстия под крепежные элементы для крепления гайки к соединяемой детали, деформируемая пластина расположена под углом 2 - 5^o к опорной, соосные отверстия выполнены резьбовыми. 2. Гайка по п.1, отличающаяся тем, что отверстие в деформируемой пластине выполнено с отбортовкой.