ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ГАЙКА С ДЕТАЛЯМИ КОНСТРУКЦИИ, СПОСОБСТВУЮЩИМИ УМЕНЬШЕНИЮ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК F16B29/00 F16B37/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к цилиндрическим гайкам и, в частности, к цилиндрическим гайкам, выполненным с возможностью прикрепления тяжелых конструктивных элементов при решении задач, требующих высокой прочности при растяжении.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В общем случае, гайка является крепежным элементом с резьбовым отверстием, проходящим через крепежный элемент, сопряженный с винтом, имеющим наружную резьбу для крепления друг с другом двух или более деталей.

Сочетание трения между резьбой гайки и резьбой винта, небольшое растяжение винта и сжатие деталей удерживает детали вместе. Винт испытывает постоянное напряжение растяжения, называемое предварительным натягом. Предварительный натяг тянет резьбу гайки с упором в резьбу винта и поверхность гайки с упором в несущую поверхность одной из деталей с постоянной силой, так что гайка не может поворачиваться, не преодолев трение между этими поверхностями. При решении многих задач соединения типа гайки с винтом подвергаются вибрации, которая при достаточной интенсивности может вызывать увеличение и уменьшение предварительного натяга с каждым циклом вибрации и может вызывать ослабление гайки, ее растрескивание или разрушение.

Цилиндрические гайки являются специальными средствами, обычно используемыми в авиакосмической, автомобильной промышленности и для решения иных задач, для которых требуется большой момент для свинчивания деталей друг с другом, например, при подвешивании двигателей воздушного летательного аппарата с крыльев и прикреплении крыльев или хвостов к фюзеляжу воздушного летательного аппарата, или при решении задач, при которых доступ к гайке ограничен. Цилиндрическая гайка обычно выполнена в форме круглого брусочка или цилиндра. Конструкции некоторых цилиндрических гаек включают частично "уплощенную" поверхность, чтобы образовывать, например, полуцилиндрическое поперечное сечение. Цилиндрические гайки имеют резьбовое отверстие, проходящее через такой брусочек в направлении, перпендикулярном длине брусочка. При использовании цилиндрические гайки, как правило, находятся внутри отверстия, проходящего через первую деталь, а вин ввинчивают в цилиндрическую гайку снаружи с проходом через вторую деталь, предназначенную для свинчивания с первой деталью. Цилиндрические гайки предпочтительны по сравнению со стандартными гайкой и винтом, когда доступ ограничен или отсутствует, поскольку они не требуют какой-либо модификации второй детали или дополнительных материалов, что снижает вес и обеспечивает эффективность производства и обслуживания.

Пример использования цилиндрической гайки в области авиастроения показан на ФИГ. 1А и 1В. Узел 10 крепления двигателя воздушного летательного аппарата используется для прикрепления двигателя 12 воздушного летательного аппарата к стойке 14 в крыле воздушного летательного аппарата (не показано). Узел 10 крепления двигателя представляет собой конструктивный элемент, имеющий цилиндрические отверстия 16, проходящие через узел 10 крепления двигателя в горизонтальном направлении с центральной осью Н. Отверстия 20 для винтов размещены проходящими через верхнюю поверхность 22 узла крепления двигателя таким образом, что отверстия 20 для винтов проходят в цилиндрические отверстия 16 с центральной осью V, перпендикулярной центральной оси Н цилиндрических отверстий 16. Цилиндрические гайки 18 размещены внутри цилиндрических отверстий 16 с выравниванием с отверстиями 20 для винтов для приема винтов 24, которые могут проходить через отверстия в стойке 14 для прикрепления стойки 14 к узлу 10 крепления двигателя. После вставки в цилиндрические отверстия 16 доступ к цилиндрической гайке 18 ограничен. При использовании, когда прикладывается нагрузка, цилиндрическая гайка 18 подвергается воздействиям механических напряжений, возникающих под действием веса двигателя 12 и перемещения/полета воздушного летательного аппарата.

Настоящее раскрытие представлено с учетом этих и других обстоятельств.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрыта усовершенствованная цилиндрическая гайка с деталями конструкции, способствующими уменьшению напряжений растяжения в цилиндрической гайке во время использования. Усовершенствования при решении таких задач приводят к устранению растрескивания цилиндрической гайки под воздействием тяжелой нагрузки в областях вокруг резьбового отверстия в цилиндрической гайке, а в результате к устранению необходимости использовать винты большого диаметра и цилиндрические гайки для восприятия тяжелых нагрузок и производить дорогой повторный конструкторский расчет установочных конструкций для размещения цилиндрических гаек, имеющих большой диаметр.

Усовершенствованная цилиндрическая гайка содержит частично цилиндрический корпус, имеющий первую плоскую концевую поверхность и вторую плоскую концевую поверхность, и резьбовое отверстие, проходящее через частично цилиндрический корпус с центральной осью, по существу параллельной первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности. Каждая поверхность из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности содержит по меньшей мере одну канавку с закругленной поверхностью, проходящую по меньше мере часть расстояния между криволинейной верхней поверхностью частично цилиндрического корпуса до его некриволинейной нижней поверхности в направлении, по существу параллельном центральной оси резьбового отверстия.

В первом варианте реализации указанная по меньшей мере одна канавка в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности выровнена с центральной осью резьбового отверстия таким образом, что указанная по меньшей мере одна канавка размещена на центральной линии каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности. Во втором варианте реализации каждая поверхность из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности содержит две канавки, проходящие в направлении, по существу параллельном центральной оси, и размещенные на одинаковом расстоянии от центральной линии каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, причем центральная линия выровнена с центральной осью резьбового отверстия. В других вариантах реализации к каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности могут быть добавлены дополнительные канавки, которые могут быть выполнены с иными конфигурациями для образования деталей конструкции, способствующих уменьшению механического напряжения.

Во всех вариантах реализации, нижняя поверхность частично цилиндрического корпуса содержит выступ, окружающий резьбовое отверстие. Выступ выполнен приподнятым над указанной нижней поверхностью и проходит от периферийного края резьбового отверстия к боковому краю указанной нижней поверхности частично цилиндрического корпуса таким образом, что криволинейная верхняя поверхность частично цилиндрического корпуса проходит ниже указанной нижней поверхности в центральной области, имеющей длину, по существу равную диаметру резьбового отверстия для обеспечения дополнительной прочности и образования деталей конструкции, способствующих уменьшению механического напряжения вокруг резьбового отверстия. В дополнение, длина ниток резьбы в резьбовом отверстии проходит от нижней поверхности к точечному участку ниже криволинейной верхней поверхности частично цилиндрического корпуса таким образом, что расстояние между точечным участком и криволинейной верхней поверхностью составляет от примерно 2% до примерно 10% от общей длины ниток резьбы.

Соответствующие способы выполнения цилиндрической гайки с деталями конструкции, способствующими уменьшению механического напряжения, также рассмотрены в пределах объема настоящего изобретения. Другие объекты, характеристики и преимущества различных вариантов реализации настоящего изобретения будут объяснены подробно в последующем описании со ссылкой на сопровождающие фигуры чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На ФИГ. 1А проиллюстрирован пример использования воздушного летательного аппарата, в котором может быть использована усовершенствованная цилиндрическая гайка.

На ФИГ. 1В проиллюстрирован узел крепления двигателя в примере использования воздушного летательного аппарата по ФИГ.1, в котором может быть использована усовершенствованная цилиндрическая гайка.

На ФИГ. 2А проиллюстрирован перспективный вид сверху, слева и спереди первого варианта реализации усовершенствованной цилиндрической гайки.

На ФИГ. 2В проиллюстрирован вид спереди усовершенствованной цилиндрической гайки, показанной на ФИГ. 2А.

На ФИГ. 3А проиллюстрирован перспективный вид сверху, справа и спереди второго варианта реализации усовершенствованной цилиндрической гайки.

На ФИГ. 3В проиллюстрирован перспективный вид снизу, справа и сзади цилиндрической гайки, показанной на ФИГ. 3А.

На ФИГ. 3С проиллюстрирован вид справа цилиндрической гайки, показанной на ФИГ. 3А.

На ФИГ. 4 проиллюстрирован перспективный вид снизу, слева и сзади альтернативного варианта реализации усовершенствованной цилиндрической гайки.

На ФИГ. 5 проиллюстрирован перспективный вид снизу, справа и сзади еще одного альтернативного варианта реализации усовершенствованной цилиндрической гайки.

На ФИГ. 6 проиллюстрированы этапы способа уменьшения механического напряжения в цилиндрической гайке.

На ФИГ. 7 проиллюстрированы этапы способа установки двигателя воздушного летательного аппарата на воздушный летательный аппарат с использованием усовершенствованной цилиндрической гайки.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В следующем разделе "Осуществление изобретения" описаны различные варианты реализации для иллюстрации общих принципов настоящего изобретения. Для специалиста в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано для решения других аналогичных задач или применено в других аналогичных условиях и/или с другими аналогичными или эквивалентными вариантами иллюстративных вариантов осуществления. Например, усовершенствованная цилиндрическая гайка может быть использована для решения любых задач или в любой отрасли промышленности, для которых требуется большой момент для свинчивания деталей друг с другом и способность противостоять механическим напряжениям, возникающим вследствие тяжелых нагрузок. Следует также отметить, что те способы, процедуры, компоненты или функции, которые общеизвестны специалистам в данной области техники, не будут подробно рассмотрены в настоящем документе.

На ФИГ. 2А-2В, ФИГ. 3А-3С, ФИГ. 4 и ФИГ. 5 показаны, соответственно несколько вариантов реализации усовершенствованной цилиндрической гайки 30. Усовершенствованная цилиндрическая гайка 30 содержит частично цилиндрический корпус 32, имеющий первую плоскую концевую поверхность 34 и вторую плоскую концевую поверхность 36, криволинейную верхнюю поверхность 38 и некриволинейную нижнюю поверхность 40, которая является по существу плоской. Резьбовое отверстие 42, имеющее диаметр 31, проходит через частично цилиндрический корпус 32 от криволинейной верхней поверхности 38 до нижней поверхности 40. Резьбовое отверстие 42 имеет центральную ось 44, по существу параллельную плоскостям первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36.

Цилиндрические гайки 30 имеют цельную конструкцию, образованную из металлов, металлических сплавов, стали или других материалов в зависимости от предполагаемого применения. Предпочтительным материалом является никелевый сплав. Цилиндрические гайки 30 могут быть также выполнены из коррозионно- и/или теплостойких материалов или иметь поверхность, подвергнутую окончательной обработке защитными средствами. Например, покрытие из твердой смазывающей пленки может быть нанесено внутри резьбового отверстия 42, чтобы покрыть всю резьбу, и на криволинейную верхнюю поверхность 38 и нижнюю поверхность 40, чтобы предотвращать истирание путем уменьшения трения между металлическими контактами, предотвращать коррозию и обеспечивать возможность повторяемой сборки/разборки соединения цилиндрической гайки. Примеры технических условий для таких твердых смазочных пленок раскрыты в "Технических условиях армии США MIL-PRF-46010G "Предупреждение коррозии: смазка, твердая пленка, отверждение нагревом" (U.S. Military Specification MIL-PRF-46010G, "Lubricant, Solid Film, Heat Cured, Corrosion Inhibiting") код НАТО - S-173 8, 10 августа 2000 года.

Чтобы уменьшить механические напряжения в частично цилиндрическом корпусе 32 вокруг резьбового отверстия 42 и чтобы избежать трещин в криволинейной верхней поверхности 38 возле резьбового отверстия 42, каждая поверхность из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36 содержит одну или большее количество канавок 46, проходящих в направлении, по существу параллельном центральной оси 44 резьбового отверстия 42. Поскольку частично цилиндрический корпус 32 выполнен симметричным, а резьбовое отверстие размещено в центре частично цилиндрического корпуса 32, предпочтительно, чтобы количество и расположение канавок 46 в первой плоской концевой поверхности 34 было таким же, как и количество и расположение канавок 46 во второй плоской концевой поверхности 36.

Канавки 46 должны проходить по меньше мере часть расстояния между криволинейной верхней поверхностью 38 и нижней поверхностью 40 частично цилиндрического корпуса 32. Канавки 46 могут проходить от криволинейной верхней поверхности 38 частично цилиндрического корпуса 32 полностью до его нижней поверхности 40, как показано на ФИГ. 2А-2В, ФИГ. 3А-3С и ФИГ. 4. В альтернативном варианте реализации канавки 46 могут проходить только на часть глубины частично цилиндрического корпуса 32 либо от криволинейной верхней поверхности 38, либо от нижней поверхности 40. На ФИГ. 5 показан пример цилиндрической гайки 30, имеющей канавку 46, проходящую только частично от нижней поверхности 40 в частично цилиндрический корпус 32. Канавка 46 может оканчиваться на внутреннем конечном точечном участке 53 между криволинейной верхней поверхностью 38 и нижней поверхностью 40. Внутренний конечный точечный участок выполнен закругленным с радиусом, равным радиусу канавки 46 или превышающим радиус канавки 46, как описано ниже.

Каждая из канавок 46 в предпочтительном варианте реализации имеет закругленную поверхность, которая может иметь круглую или овальную форму. Если используется овальная форма, овал может быть размещен вертикально или горизонтально. Канавки 46 в предпочтительном варианте реализации имеют гладкую поверхность с большим радиусом для минимизации механических напряжений в частично цилиндрическом корпусе 32. Радиус R канавок 46 имеет функциональную зависимость от диаметра D цилиндрической гайки 30. Смотри ФИГ. 3С. Радиус R в целом находится в диапазоне от примерно 0,015 долей диаметра D до примерно 0,15 долей диаметра D (т.е. от 0,015*D до 0,15*D).

В первом варианте реализации цилиндрической гайки 30, показанном на ФИГ. 2А и ФИГ. 2В, одна канавка 46 в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36 выровнена с центральной осью 44 резьбового отверстия 42 таким образом, что указанная одна канавка 46 размещена в середине первой плоской концевой поверхности 34 и в середине второй плоской концевой поверхности 36. Иными словами, первое горизонтальное расстояние А между первой кромкой 47 одной канавки 46 и наружной кромкой 48 криволинейной верхней поверхности 38 равно второму горизонтальному расстоянию В между второй кромкой 49 канавки 46 и наружной кромкой 48. Середина первой плоской концевой поверхности 34 и середина второй плоской концевой поверхности 36 также обозначена как центральная линия 50, показанная на ФИГ. 3В.

Второй вариант реализации цилиндрической гайки 30, имеющей две канавки 46 в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36 показан на ФИГ. 3А-3С. Как и в первом варианте реализации, канавки 46 проходят в направлении, по существу параллельном центральной оси 44 резьбового отверстия 42 от криволинейной верхней поверхности 38 до нижней поверхности 40. Однако в этом варианте реализации канавки 46 размещены на одинаковом расстоянии от центральной линии 50 в середине каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36. Центральная линия 50 выровнена с центральной осью 44 резьбового отверстия 42. Иными словами, горизонтальное расстояние С между центром 51 каждой из канавок 46 и центральной линией 50 является равным. Поскольку частично цилиндрический корпус выполнен симметричным, горизонтальное расстояние С с каждой стороны от центральной линии 50 может быть любым расстоянием при условии, что горизонтальное расстояние С с каждой стороны от центральной линии 50 является по существу равным. Во втором варианте реализации расстояние между резьбовым отверстием 42 и канавками 46 больше, чем в первом варианте реализации. Предпочтительное расстояние Е между центрами 51 каждой из канавок 46 имеет функциональную зависимость от диаметра D цилиндрической гайки 30. Расстояние Е в целом находится в диапазоне от примерно 0,25 долей диаметра D до примерно 0,5 долей диаметра D (т.е. от 0,25*D до 0,5*D).

В других вариантах реализации к каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36 могут быть добавлены дополнительные канавки 46, которые могут быть выполнены с иными конфигурациями для образования деталей конструкции, способствующих уменьшению механического напряжения. Например, на ФИГ. 4, три канавки 46 могут быть выполнены в первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36. Каждая из трех канавок 46 может иметь один и тот же радиус R или центральная канавка может быть выполнена имеющей небольшой радиус, а две внешние канавки могут быть выполнены имеющими большие радиусы. Радиусы R канавок в этом варианте реализации также имеют функциональную зависимость от диаметра D цилиндрической гайки 30 и могут находиться в диапазоне от примерно 0,015*D до примерно 0,15*D. Предпочтительное расстояние F между центрами 51 каждой из канавок 46 в этом варианте реализации также имеет функциональную зависимость от диаметра D цилиндрической гайки 30. Расстояние F в целом находится в диапазоне от примерно 0,125 долей диаметра D до примерно 0,25 долей диаметра D (т.е. от 0,125*D до 0,25*D).

В других вариантах реализации, таком как вариант реализации с одной канавкой, показанный на ФИГ. 2А-2В, канавка может быть выполнена имеющей меньший радиус R для обеспечения большего расстояния между канавкой 46 и резьбовым отверстием 42.

Нижняя поверхность 40 частично цилиндрического корпуса 32 во всех вариантах реализации предпочтительно содержит выступ 52, окружающий резьбовое отверстие 42, который приводит к увеличению количества материала возле центра частично цилиндрического корпуса 32, чтобы увеличить прочность цилиндрической гайки 30 и предотвратить поворот цилиндрической гайки 30. Выступ 52 увеличивает инерцию и, следовательно, возможность изгиба цилиндрической гайки 30 в месте максимального напряжения изгиба - в криволинейной верхней поверхности 38 возле резьбового отверстия 42. В предпочтительном варианте реализации изобретения добавляют достаточное количество материала для того, чтобы увеличить прочность без существенного увеличения веса цилиндрической гайки 30.

Выступ 52 приподнят над указанной нижней поверхностью 40 и проходит от периферийного края 54 резьбового отверстия 42 к боковому краю 56 указанной нижней поверхности 40 частично цилиндрического корпуса 32, таким образом, что криволинейная верхняя поверхность 38 частично цилиндрического корпуса 32 проходит ниже указанной нижней поверхности 40 в центральной области 58. На ФИГ. 3В, 4 и 5 центральная область 58 криволинейной верхней поверхности 38 ниже указанной нижней поверхности 40 имеет длину L, по существу равную диаметру резьбового отверстия 42, для обеспечения дополнительной прочности и образования деталей конструкции, способствующих уменьшению механического напряжения вокруг резьбового отверстия 42. Выступ 52 проходит вокруг всей периферии резьбового отверстия 42 и имеет две прямые кромки 57 возле боковых кромок 56 нижней поверхности 40 и две криволинейные кромки 60, обращенные к первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36. На ФИГ. 2 В толщина Т выступа и расстояние G между выступом и каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36 имеют функциональную зависимость от диаметра D цилиндрической гайки 30. Толщина Т выступа составляет величину от примерно 0,05*D до примерно 0,10*D. Расстояние G составляет величину от примерно 0,036*D до примерно 0,1*D. Радиус кривизны криволинейных кромок 60 также имеет функциональную зависимость от диаметра D цилиндрической гайки 3, и предпочтительно находится в диапазоне от примерно 0,87*D до примерно 1,46*D.

Резьбовое отверстие 42 содержит множество ниток резьбы 43, имеющих общую длину 43а, проходящую от нижней поверхности 40 к точечному участку 62 ниже криволинейной верхней поверхности 38 частично цилиндрического корпуса 32. Смотри ФИГ. 2А и 3А. Расстояние между точечным участком 62 и криволинейной верхней поверхностью 38 предпочтительно составляет от примерно 2% до примерно 10% общей длины ниток резьбы. Как показано на ФИГ. 3В, 4 и 5, между нитками резьбы 43 и нижней частью резьбового отверстия 42 в области выступа 52 может быть выполнено нейлоновое или полиамидное стопорное кольцо 64.

Цилиндрическая гайка 30, раскрытая в настоящем документе, снижает пиковое механическое напряжение ниже условного предела текучести или предела деформации (Fty) для наибольшего ожидаемого предварительного натяга. Канавки 46 в цилиндрической гайке 30 эффективно перемещают места пикового механического напряжения от криволинейной верхней поверхности 38 вблизи верхнего резьбового отверстия 42. Испытания по анализу механических напряжений, выполненные на контрольной исходной цилиндрической гайке, не имеющей деталей конструкции, способствующих уменьшению механического напряжения, раскрытых в настоящем документе, и цилиндрической гайке 30, имеющей раскрытые детали конструкции, способствующие уменьшению механического напряжения, показали, что такие детали конструкции в цилиндрической гайке 30 уменьшают механическое напряжение в криволинейной верхней поверхности 38 возле резьбового отверстия 42 примерно на 15%.

На ФИГ. 7 и 8 соответственно показаны способы уменьшения механического напряжения в цилиндрической гайке и установки двигателя воздушного летательного аппарата на воздушный летательный аппарат. Способ уменьшения механического напряжения 100 содержит этапы 102, 104, на котором формируют цилиндрическую гайку 30, содержащую частично цилиндрический корпус 32, имеющий первую плоскую концевую поверхность 34 и вторую плоскую концевую поверхность 36, и этап 104, на котором формируют резьбовое отверстие 42, проходящее через частично цилиндрический корпус 32, с центральной осью 44, по существу параллельной первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36. На этапе 106 формируют по меньшей мере одну канавку 46 в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36. Указанная по меньшей мере одна канавка 46 имеет закругленную поверхность, проходящую по меньше мере часть расстояния между криволинейной верхней поверхностью 38 частично цилиндрического корпуса 32 и его нижней поверхностью 40 в направлении, по существу параллельном центральной оси 44 резьбового отверстия 42.

Способ 200 установки двигателя воздушного летательного аппарата на воздушный летательный аппарат включает этап 202, на котором вставляют цилиндрическую гайку 30, содержащую частично цилиндрический корпус 32, имеющий первую плоскую концевую поверхность 34 и вторую плоскую концевую поверхность 36, в резьбовое отверстие 42, проходящее через частично цилиндрический корпус 32, и по меньшей мере одну канавку 46 в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности 34 и второй плоской концевой поверхности 36, проходящую по меньше мере часть длины частично цилиндрического корпуса 32 в направлении, по существу параллельном центральной оси 44 резьбового отверстия 42, в цилиндрическое отверстие 16, проходящее через узел 10 крепления двигателя. На этапе 204 цилиндрическую гайку 30 выравнивают внутри цилиндрических отверстий 16 с отверстиями 20 для винтов, размещенными проходящими через верхнюю поверхность 22 узла 10 крепления двигателя. На этапе 206 винты 26 вставляют через отверстия 20 для винтов и в резьбовое отверстие 42 в цилиндрической гайке 30 и затягивают до необходимого предварительного натяга.

Кроме того, настоящий документ содержит варианты реализации в соответствии со следующими пунктами:

1. Цилиндрическая гайка, содержащая частично цилиндрический корпус, имеющий первую плоскую концевую поверхность и вторую плоскую концевую поверхность, резьбовое отверстие, проходящее через частично цилиндрический корпус с центральной осью, по существу параллельной первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, и по меньшей мере одну канавку в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, проходящую по меньше мере часть длины частично цилиндрического корпуса в направлении, по существу параллельном центральной оси резьбового отверстия.

2. Цилиндрическая гайка по пункту 1, в которой поверхность указанной по меньшей мере одной канавки выполнена закругленной.

3. Цилиндрическая гайка по пункту 1, в которой указанная по меньшей мере одна канавка в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности выровнена с центральной осью резьбового отверстия таким образом, что указанная по меньшей мере одна канавка размещена на центральной линии каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности.

4. Цилиндрическая гайка по пункту 1, в которой каждая поверхность из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности содержит две канавки, проходящие в направлении, по существу параллельном центральной оси от криволинейной верхней поверхности до нижней поверхности частично цилиндрического корпуса.

5. Цилиндрическая гайка по пункту 4, в которой указанные две канавки размещены на одинаковом расстоянии от центральной линии в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, причем центральная линия выровнена с центральной осью.

6. Цилиндрическая гайка по пункту 1, в которой нижняя поверхность частично цилиндрического корпуса содержит выступ, окружающий резьбовое отверстие, при этом выступ выполнен приподнятым над указанной нижней поверхностью и проходящим от периферийного края резьбового отверстия к боковому краю указанной нижней поверхности.

7. Цилиндрическая гайка по пункту 6, в которой указанный выступ на боковом крае продолжает криволинейную верхнюю поверхность частично цилиндрического корпуса ниже указанной нижней поверхности в центральной области, имеющей длину, по существу равную диаметру резьбового отверстия.

8. Цилиндрическая гайка по пункту 1, в которой резьбовое отверстие содержит множество ниток резьбы, проходящих от нижней поверхности к точечному участку ниже криволинейной верхней поверхности частично цилиндрического корпуса, причем расстояние между точечным участком и криволинейной верхней поверхностью составляет от примерно 2% до примерно 10% от общей длины ниток резьбы.

9. Цилиндрическая гайка по пункту 2, в которой нижняя поверхность частично цилиндрического корпуса содержит выступ, окружающий резьбовое отверстие, при этом выступ выполнен приподнятым над указанной нижней поверхностью и проходящим от периферийного края резьбового отверстия к боковому краю указанной нижней поверхности.

10. Цилиндрическая гайка по пункту 9, в которой указанная по меньшей мере одна канавка в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности выровнена с центральной осью резьбового отверстия таким образом, что указанная по меньшей мере одна канавка размещена на центральной линии каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности.

11. Цилиндрическая гайка по пункту 9, в которой каждая поверхность из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности содержит две канавки, проходящие в направлении, по существу параллельном центральной оси от криволинейной верхней поверхности к некриволинейной нижней поверхности.

12. Цилиндрическая гайка по пункту 9, в которой указанный выступ на боковом крае продолжает криволинейную верхнюю поверхность частично цилиндрического корпуса ниже указанной нижней поверхности в центральной области, имеющей длину, по существу равную диаметру резьбового отверстия.

13. Способ уменьшения механического напряжения в цилиндрической гайке, включающий этапы, на которых:

формируют частично цилиндрический корпус, имеющий первую плоскую концевую поверхность и вторую плоскую концевую поверхность;

формируют резьбовое отверстие через частично цилиндрический корпус с центральной осью, по существу параллельной первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности; и

формируют по меньшей мере одну канавку в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, проходящую по меньше мере часть расстояния между криволинейной верхней поверхностью частично цилиндрического корпуса и нижней поверхностью частично цилиндрического корпуса в направлении, по существу параллельном центральной оси резьбового отверстия.

14. Способ по пункту 13, кроме того включающий формирование указанной по меньшей мере одной канавки, имеющей закругленную поверхность.

15. Способ по пункту 13, кроме того включающий выравнивание указанной по меньшей мере одной канавки в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности с центральной осью резьбового отверстия таким образом, что указанная по меньшей мере одна канавка размещена на центральной линии в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности.

16. Способ по пункту 13, кроме того включающий формирование двух канавок в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности проходящими в направлении, по существу параллельном центральной оси.

17. Способ по пункту 16, кроме того включающий размещение указанных двух канавок на одинаковом расстоянии от центральной линии каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, причем центральная линия выровнена с центральной осью.

18. Способ по пункту 17, кроме того включающий формирование в нижней поверхности частично цилиндрического корпуса выступа, окружающего резьбовое отверстие, при этом выступ выполнен приподнятым над указанной нижней поверхностью и проходящим от периферийного края резьбового отверстия к боковому краю указанной нижней поверхности.

19. Способ по пункту 18, при котором

указанный выступ на боковом крае продолжает криволинейную верхнюю поверхность частично цилиндрического корпуса ниже указанной нижней поверхности в центральной области, имеющей длину, по существу равную диаметру резьбового отверстия.

20. Способ установки двигателя воздушного летательного аппарата на воздушный летательный аппарат, включающий этапы, на которых:

вставляют цилиндрическую гайку в цилиндрическое отверстие, проходящее через узел крепления двигателя воздушного летательного аппарата, при этом цилиндрическая гайка содержит частично цилиндрический корпус, имеющий первую плоскую концевую поверхность и вторую плоскую концевую поверхность, резьбовое отверстие, проходящее через частично цилиндрический корпус, и по меньшей мере одну канавку в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, проходящую по меньше мере часть расстояния между криволинейной верхней поверхностью частично цилиндрического корпуса и нижней поверхностью частично цилиндрического корпуса в направлении, по существу параллельном центральной оси резьбового отверстия;

выравнивают цилиндрическую гайку внутри цилиндрического отверстия с отверстиями для винтов, размещенными проходящими через верхнюю поверхность узла крепления двигателя воздушного летательного аппарата; и

вставляют винты через отверстия для винтов и в резьбовое отверстие в цилиндрической гайке и затягивают винты до необходимого предварительного натяга.

Конечно, могут быть разработаны многие другие модификации и изменения с учетом приведенного выше описания различных вариантов реализации для реализации принципов, изложенных в настоящем раскрытии. Предполагается, что все такие модификации и изменения следует рассматривать находящимися в пределах сущности и объема настоящего раскрытия, как определено в следующей формуле изобретения.

Изобретение относится к цилиндрическим гайкам и направлено на уменьшение напряжений растяжения в гайке во время использования. Цилиндрическая гайка с деталями конструкции, способствующими уменьшению напряжений растяжения под воздействием тяжелой нагрузки в цилиндрической гайке, имеет частично цилиндрический корпус, имеющий первую плоскую концевую поверхность и вторую плоскую концевую поверхность. Резьбовое отверстие проходит через частично цилиндрический корпус с центральной осью, по существу параллельной первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности. В каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности формируют по меньшей мере одну канавку, имеющую закругленную поверхность, проходящую, по меньше мере, часть расстояния между криволинейной верхней поверхностью частично цилиндрического корпуса до его нижней поверхности в направлении, по существу параллельном центральной оси резьбового отверстия. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Цилиндрическая гайка (30), содержащая:

частично цилиндрический корпус (32), имеющий первую плоскую концевую поверхность (34) и вторую плоскую концевую поверхность (36),

резьбовое отверстие (42), проходящее через частично цилиндрический корпус с центральной осью (44), по существу параллельной первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, и

по меньшей мере одну канавку (46) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, проходящую по меньше мере часть длины частично цилиндрического корпуса в направлении, по существу параллельном центральной оси резьбового отверстия.

2. Цилиндрическая гайка (30) по п. 1, в которой поверхность указанной по меньшей мере одной канавки (46) выполнена закругленной.

3. Цилиндрическая гайка (30) по п. 1, в которой указанная по меньшей мере одна канавка (46) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности (34) и второй плоской концевой поверхности (36) выровнена с центральной осью (44) резьбового отверстия (42) таким образом, что указанная по меньшей мере одна канавка размещена на центральной линии (50) каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности.

4. Цилиндрическая гайка (30) по п. 1, в которой каждая поверхность из первой плоской концевой поверхности (34) и второй плоской концевой поверхности (36) содержит две канавки (46), проходящие в направлении, по существу параллельном центральной оси (44) от криволинейной верхней поверхности (38) до нижней поверхности (40) частично цилиндрического корпуса (32), причем указанные две канавки размещены на одинаковом расстоянии от центральной линии (50) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, причем центральная линия выровнена с центральной осью.

5. Цилиндрическая гайка (30) по любому из пп. 1-4, в которой нижняя поверхность (40) частично цилиндрического корпуса (32) содержит выступ (52), окружающий резьбовое отверстие (42), при этом выступ выполнен приподнятым над указанной нижней поверхностью и проходящим от периферийного края (54) резьбового отверстия к боковому краю (56) указанной нижней поверхности, причем указанный выступ на боковом краю продолжает криволинейную верхнюю поверхность (38) частично цилиндрического корпуса ниже указанной нижней поверхности в центральной области (58), имеющей длину, по существу равную диаметру (31) резьбового отверстия.

6. Цилиндрическая гайка (30) по любому из пп. 1-4, в которой резьбовое отверстие (42) содержит множество ниток резьбы (43), проходящих от нижней поверхности (40) к точечному участку (62) ниже криволинейной верхней поверхности (38) частично цилиндрического корпуса (32), причем расстояние между точечным участком и криволинейной верхней поверхностью составляет от примерно 2% до примерно 10% от общей длины ниток резьбы.

7. Цилиндрическая гайка (30) по п. 2, в которой нижняя поверхность (40) частично цилиндрического корпуса (32) содержит выступ (52), окружающий резьбовое отверстие (42), при этом выступ выполнен приподнятым над указанной нижней поверхностью и проходящим от периферийного края (54) резьбового отверстия к боковому краю (56) указанной нижней поверхности, причем указанный выступ на боковом краю продолжает криволинейную верхнюю поверхность (38) частично цилиндрического корпуса ниже указанной нижней поверхности в центральной области (58), имеющей длину, по существу равную диаметру (31) резьбового отверстия.

8. Цилиндрическая гайка (30) по п. 7, в которой указанная по меньшей мере одна канавка (46) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности (34) и второй плоской концевой поверхности (36) выровнена с центральной осью (44) резьбового отверстия (42) таким образом, что указанная по меньшей мере одна канавка размещена на центральной линии (50) каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности.

9. Цилиндрическая гайка по п. 7, в которой каждая поверхность из первой плоской концевой поверхности (34) и второй плоской концевой поверхности (36) содержит две канавки (46), проходящие в направлении, по существу параллельном центральной оси (44) от криволинейной верхней поверхности (38) к некриволинейной нижней поверхности (40).

10. Способ уменьшения механического напряжения в цилиндрической гайке (30), включающий этапы, на которых:

формируют частично цилиндрический корпус (32), имеющий первую плоскую концевую поверхность (34) и вторую плоскую концевую поверхность (36);

формируют резьбовое отверстие (42) через частично цилиндрический корпус с центральной осью (44), по существу параллельной первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности; и

формируют по меньшей мере одну канавку (46) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности, проходящую по меньше мере часть расстояния между криволинейной верхней поверхностью (38) частично цилиндрического корпуса и нижней поверхностью (40) частично цилиндрического корпуса в направлении, по существу параллельном центральной оси резьбового отверстия.

11. Способ по п. 10, кроме того включающий формирование по меньшей мере одной канавки (46), имеющей закругленную поверхность.

12. Способ по п. 10 или 11, кроме того включающий выравнивание по меньшей мере одной канавки (46) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности (34) и второй плоской концевой поверхности (36) с центральной осью (44) резьбового отверстия (42) таким образом, что указанная по меньшей мере одна канавка размещена на центральной линии (50) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности и второй плоской концевой поверхности.

13. Способ по п. 10 или 11, кроме того включающий формирование двух канавок (46) в каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности (34) и второй плоской концевой поверхности (36) проходящими в направлении, по существу параллельном центральной оси (44).

14. Способ по п. 13, кроме того включающий размещение указанных двух канавок (46) на одинаковом расстоянии от центральной линии (50) каждой поверхности из первой плоской концевой поверхности (34) и второй плоской концевой поверхности (36), причем центральная линия выровнена с центральной осью (44).

15. Способ по п. 14, кроме того включающий формирование в нижней поверхности (40) частично цилиндрического корпуса (32) выступа (52), окружающего резьбовое отверстие (42), при этом выступ выполнен приподнятым над указанной нижней поверхностью и проходящим от периферийного края (54) резьбового отверстия к боковому краю (56) указанной нижней поверхности, причем указанный выступ на боковом краю продолжает криволинейную верхнюю поверхность (38) частично цилиндрического корпуса ниже указанной нижней поверхности в центральной области (58), имеющей длину, по существу равную диаметру (31) резьбового отверстия.