СТОПОРНЫЙ БОЛТ ЗЕМЛЯКОВА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ В ГЛУХОМ ОТВЕРСТИИ Российский патент 2009 года по МПК F16B39/04 F16B39/10 F16B41/00 

Изобретение относится к машиностроительной технике и может быть использовано для осуществления резьбового стопорения различных деталей и узлов в машинах и аппаратах, в строительных конструкциях и в другой технике, работающей в условиях сильной и долговременной вибрации, например в шпало-рельсовых конструкциях, в локомотивной технике, авиационной технике, в автомобильной и тракторной, в судостроительной и в другой, например в конструкциях, собираемых на космических орбитах.

Известен резьбовой элемент для крепления в глухом отверстии, содержащий резьбовой стержень со сквозным резьбовым отверстием и головкой с полостью, стопорный винт, установленный в резьбовом отверстии стержня, и фиксирующий элемент, размещенный в головке с упором в стенки полости и в верхний торец винта (вариант 1 и 2) [1].

Недостатком известных резьбовых элементов для крепления в глухом отверстии является то, что дополнительная резьба стопорного винта выполнена по всей его длине, что увеличивает момент сопротивления при его монтаже и демонтаже отверткой, кроме того, выполнение винта с диаметральным шлицом под отвертку в торце резьбовой части значительно усложняет получение достаточно большого крутящего момента для обеспечения упора винта в днище глухого отверстия и создания при этом достаточного натяга в витках основной резьбы, имеющей в большинстве случаев шаг, больший, чем у стопорного винта. Кроме этого в первом варианте фиксирование упора винта осуществляется пластинчатой пружиной, не страхующей винт от проворота при вибрации даже на малый угол, что может ослабить созданный натяг в витках основной резьбы. Во втором варианте основным недостатком является селективный подбор фиксирующих стержней по диаметру, который при разном усилии затяжки винта может быть разным, а это очень усложняет монтаж.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Болт для крепления в глухом отверстии» [2], содержащий головку с шестью гранями по ключ, резьбовой стержень с основной резьбой на наружной цилиндрической поверхности, сквозное осевое отверстие с дополнительной резьбой, в которую ввинчен стопорный винт, имеющий шестигранную головку, в которой поперечно установлен пластически деформируемый фиксирующий элемент, размещенный и в поперечных пазах головки болта, и между головкой резьбового элемента и головкой болта, на резьбовом элементе установлена пружинная шайба, а резьбовой стержень основной резьбой ввинчен до днища глухого отверстия в корпусе, при этом торец стопорного винта поджат в коническую часть днища глухого отверстия.

Недостатком этого устройства является то, что сам болт представляет собой достаточно сложное устройство, т.к. имеет специально изготовленную головку с внутренней полостью и поперечными пазами над гранями, а для фиксации созданного натяга в витках основной резьбы использовано опять же сложное устройство стопорного винта, имеющего высокую граненую головку с поперечным отверстием между двумя гранями. Кроме того, во время эксплуатации полость головки болта забивается маслом и пылью, которые сложно удалять, что снижает возможность работы устройства в машинах с высокими санитарно-гигиеническими требованиями. Кроме того, сложен монтаж и демонтаж устройства.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в использовании при изготовлении устройства стандартных деталей, упрощении монтажа и демонтажа устройства, в повышении надежности процесса стопорения и обеспечении высоких санитарно-гигиенических условий при эксплуатации, соответствия требованиям возможности селективного подбора фиксирующих элементов.

Это достигается тем, что стопорный болт для крепления в глухом отверстии, выполненный из основного болта со стандартной шестигранной головкой, резьбовым стержнем с основной резьбой на наружной цилиндрической поверхности, сквозным осевым отверстием с дополнительной резьбой, при этом дополнительная резьба выполнена со стороны торца резьбового стержня основного болта на длине λ не более диаметра резьбового стержня дополнительного болта, по которой установлен стопорный резьбовой элемент, выполненный в виде упомянутого дополнительного болта с шестигранной головкой, резьбовой стержень которого длиннее резьбового стержня основного болта, кроме того, между головкой дополнительного болта и плоской поверхностью головки основного болта на резьбовом стержне дополнительного болта установлена и поджата пружинная шайба, при этом грани головки дополнительного болта охвачены гранями шестигранного отверстия многогранной шайбы, одна сторона которой поджата к торцевой плоской поверхности шестигранной головки основного болта, диаметральный размер µ между межгранными углами многогранной шайбы и диаметральный размер между межгранными углами шестигранной головки основного болта одинаковы, рабочая толщина ξ многогранной шайбы больше, чем толщина пружинной шайбы, а поверх граней головки основного болта и граней многогранной шайбы установлена и жестко поджата термоусадочная трубка или колпачок. Рабочая толщина ξ многогранной шайбы может превышать толщину пружинной шайбы на 10-100% от толщины пружинной шайбы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен чертеж с осевым сечением общего вида болта, установленного в глухое отверстие корпуса. На фиг.2 изображено сечение А-А с фиг.1. На фиг.3 изображена многогранная, а в частном случае шестигранная, шайба. На фиг.4 изображено сечение Б-Б с фиг.3. На фиг.5 изображена многогранная шайба с числом граней больше шести.

Устройство стопорного болта для крепления в глухом отверстии состоит из основного болта со стандартной шестигранной головкой 1, резьбовым стержнем 2 с основной резьбой 3 на наружной цилиндрической поверхности. Основной болт содержит сквозное осевое отверстие 4 с дополнительной резьбой 5, при этом дополнительная резьба 5 выполнена со стороны торца 6 резьбового стержня 2 основного болта на длине λ. Длина дополнительной резьбы 5 может составлять не более величины диаметра резьбового стержня 7 дополнительного болта 8. По резьбе 5 дополнительный болт 8, имеющий шестигранную головку 9, установлен в стержне 2 основного болта. Резьбовой стержень 7 длиннее резьбового стержня 2 основного болта. Между головкой 9 дополнительного болта 8 и плоской поверхностью 10 головки 1 основного болта на резьбовом стержне 7 дополнительного болта 8 установлена и поджата пружинная шайба 11, при этом грани головки дополнительного болта 8 охвачены гранями 12 шестигранного отверстия 13 многогранной шайбы 14, одна сторона 15 которой поджата к торцевой плоской поверхности 10 шестигранной головки 1 основного болта. Диаметральный размер µ между межгранными углами многогранной шайбы 14 и диаметральный размер между межгранными углами шестигранной головки 1 основного болта одинаковы. Рабочая толщина ξ многогранной шайбы 14 больше, чем толщина пружинной шайбы 11, а поверх граней головки 1 основного болта и граней многогранной шайбы 14 установлена и жестко поджата термоусадочная трубка 15 или колпачок.

Устройство работает следующим образом.

До начала крепления болта в глухом отверстии болт как сборочная единица должен быть собран из следующих отдельных деталей: основного болта, имеющего головку 1 и резьбовой стержень 2 с основной резьбой 3, и дополнительного болта 8, на резьбовой стержень 7 которого надевают пружинную шайбу 11, и далее резьбовой стержень 7 вставляют в сквозное отверстие 4 и ввинчивают его по дополнительной резьбе 5 до касания пружинной шайбой 11 плоской поверхности 10 шестигранной головки 1. И в таком состоянии устройство хранится на складе готовой продукции. При необходимости осуществляют ввинчивание такой сборочной единицы в глухое резьбовое отверстие корпуса 16, зажимая при этом деталь 17 через пружинную шайбу 18 и обычную шайбу 19, надетые на стержень 2. Торец 6 резьбового стержня 2 основного болта при этом может и не упираться в коническую поверхность 20, достаточно, чтобы торец резьбового стержня 7 дополнительного болта 8 уперся в вершину 21 или в коническую поверхность 20 корпуса 16, так как после этого дополнительный болт 8 продолжают ввинчивать на один-полтора оборота до полного сжатия пружинной шайбы 11. Затем на грани шестигранной головки 9 дополнительного болта 8 устанавливают многогранную шайбу 14 гранями 12 шестигранного отверстия 13. После этого поверх граней головки 1 основного болта и граней 22 многогранной шайбы 14 устанавливают термоусадочную трубку 15 или колпачок и равномерно по всему периметру начинают прогревать термоусадочную трубку 15 или колпачок до получения плотной усадки трубки 15 или колпачка на грани головки 1 основного болта и грани 22 многогранной шайбы 14.

Такая технология обеспечивает "механическую память" созданной величины натяга в витках основной резьбы 3 стержня 2 и корпуса 16. Необходимый натяг создается при дотяжке дополнительного болта 8, обеспечивая высокую надежность стопорения основного болта в корпусе 16 и работу устройства в условиях сильной и долговременной вибрации.

Полезность изобретения заключается в том, что такое устройство болта для крепления в глухом отверстии позволяет быстро вести монтаж болта при любом расположении его резьбового стержня относительно горизонтали, т.к. в нем нет деталей, которые могут выпасть или которые надо собирать в процессе монтажа селективным способом. Кроме того, для монтажа и демонтажа болта требуются только два размера гаечных ключей - ключ для головки 1 и ключ для головки 9, которые позволяют обеспечить большой момент как при монтаже, так и при демонтаже. Монтаж выполняется всего в пять операций: 1 - ввинтить ключом шестигранную головку 1 основного болта в глухое отверстие до прижатия детали 17; 2 - ввинтить ключом шестигранную головку 9 дополнительного болта 8 до упора в коническую поверхность 20 или вершину 21 глухого отверстия; 3 - установить шайбу 14 на головку 9; 4 - установить термоусадочную трубку 15 или колпачок поверх головки 1 и шайбы 14; 5 - прогреть трубку 15 или колпачок (термоосадить).

Источники информации

1 Патент России № 1164477.

2. Патент России № 2154203.

Изобретение относится к машиностроению. Стопорный болт для крепления в глухом отверстии выполнен из основного болта со стандартной шестигранной головкой, резьбовым стержнем с основной резьбой на наружной цилиндрической поверхности, сквозным осевым отверстием с дополнительной резьбой. Дополнительная резьба выполнена со стороны торца резьбового стержня основного болта на длине не более диаметра резьбового стержня дополнительного болта, по которой установлен стопорный резьбовой элемент, выполненный в виде упомянутого дополнительного болта с шестигранной головкой, резьбовой стержень которого длиннее резьбового стержня основного болта. Между головкой дополнительного болта и плоской поверхностью головки основного болта на резьбовом стержне дополнительного болта установлена и поджата пружинная шайба. Грани головки дополнительного болта охвачены гранями шестигранного отверстия многогранной шайбы, одна сторона которой поджата к торцевой плоской поверхности шестигранной головки основного болта. Диаметральный размер между межгранными углами многогранной шайбы и диаметральный размер между межгранными углами шестигранной головки основного болта одинаковы. Рабочая толщина многогранной шайбы больше, чем толщина пружинной шайбы. Поверх граней головки основного болта и граней многогранной шайбы установлена и жестко поджата термоусадочная трубка или колпачок. В результате повышается надежность стопорения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Стопорный болт для крепления в глухом отверстии, выполненный из основного болта со стандартной шестигранной головкой, резьбовым стержнем с основной резьбой на наружной цилиндрической поверхности, сквозным осевым отверстием с дополнительной резьбой, отличающийся тем, что дополнительная резьба выполнена со стороны торца резьбового стержня основного болта на длине λ не более диаметра резьбового стержня дополнительного болта, по которой установлен стопорный резьбовой элемент, выполненный в виде упомянутого дополнительного болта с шестигранной головкой, резьбовой стержень которого длиннее резьбового стержня основного болта, кроме того, между головкой дополнительного болта и плоской поверхностью головки основного болта на резьбовом стержне дополнительного болта установлена и поджата пружинная шайба, при этом грани головки дополнительного болта охвачены гранями шестигранного отверстия многогранной шайбы, одна сторона которой поджата к торцевой плоской поверхности шестигранной головки основного болта, диаметральный размер µ между межгранными углами многогранной шайбы и диаметральный размер между межгранными углами шестигранной головки основного болта одинаковы, рабочая толщина ξ многогранной шайбы больше, чем толщина пружинной шайбы, а поверх граней головки основного болта и граней многогранной шайбы установлена и жестко поджата термоусадочная трубка или колпачок.

2. Стопорный болт для крепления в глухом отверстии по п.1, отличающийся тем, что рабочая толщина ξ многогранной шайбы превышает толщину пружинной шайбы на 10-100% от толщины пружинной шайбы.