Самоконтрящаяся гайка для высокоточных резьбовых соединений Советский патент 1988 года по МПК F16B37/00 

и 4 00

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предотвращающим самопроизвольное развинчивание резьбовых соединений.

Цель изобретения - повышение надежности стопорения резьбовых соединений.

На фиг. 1 изображена самоконтр ящаяся гайка, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - самоконтрящаяся гайка, вид сверху.

Самоконтрящаяся гайка содер жит граненый корпус 1 с цилиндрической коронкой 2, имеющей в поперечном сечении некруглую форму, а в продольном Сечении - трапецеидальную. На резьбовые поверхности 3 корпуса и коронки нанесено конверсионное лаковое покрытие 4, уплотненное антифрикционным материалом, представляющий собой смесь 45-85 мас.% фторопласта с .термореактивным полимером. Общую толщину покрытия принимают равной 0,9-,5 от величины минимального зазора в резьбо- во М соединении.

При содержании фторопласта более 85 мас.% покрытие становится непрочным с плохой адгезией к подложке, при содержании менее 45 мас.% - ухудщаются антифрикционные свойства и покрытие быстро изнашивается. Кроме того, при высоком содержании фторопласта разрушающееся покрытие выполняет функцию смазочного материала и снижает момент отвинчивания резьбового соединения.

Для обоснования количественного состава антифрикционной композиции были проведены эксперяментальные исследования. Гайки мз стали 16 ХСН фосфатировали в растворе соли мажеф (ГОСТ 6193-52). Для уплотнения сформированного конверсионного покрытия использовали композицию, содержащую дисперсию фторопласта 4 ДВ (ТУ 6-05- 1246-76) со средним размером частиц 0,2 мкгй, резольную фенолоформальдегидную смолу (ГОСТ 20907-75), поливинилбутираль. (ГОСТ 9439-73) и растворители. В сухом остатке композиции содержание фторопласт составляло 44-8б.мас..%.

После уплотнения конверсиеиного по (крыткя (методом окунания) гайки термо обрабатывали при 160-180°С в течение 2-х ч для «сшивки фенолоформальдегидной смо- лы-и поливинилбутираля и образования из них термореактивного полимера. В качестве термореактквного полимера можно использовать любой другой, например .эпоксидную смолу, мочевино-формальдегидную смолу, метилолполиамиды и т. д.

В качестве фторопласта необходимо выбирать такую марку, которая имеет размер частиц менее мкм или растворяется в растворителях термореактивного полимера.

Общая толщина конверсионно-лакового гюкрытия резьбовой поверхности гайки сог ставляет 0,0.2-0,03 мм, при этом толщина

комйерсионного покрытия (фосфатного) находится в этих же пределах.

Для оценки контрящих свойств гаек с покрытием использовали болты из титано- вого сплава ВТ 16, подвергнутые аиодному оксидированию. Испытание проводили на стендах по следующей методике. Гайку Мб-6Н с покрытием навинчивали на резьбовой участок болта Мб-6g, не имеющего такого покрытия, и стягивали пакет детален,

с осевым усилием 0,6 Р от разрывной рй- грузки болта..

Выдерживали соединеиия под нагрузкой а течение I ч и отвинчивали гайку. При этом регистрировали моменты завинчивания и отC виичиваиия гайки. Такая операция повторялась 15,раз для каждой гайки. Результаты испытаний контрящих свойств гаек приведены в таблице.

Выбор толщины покрытия на рабочих по0 верхностях резьбы гайки в выщеуказаниых пределах обусловлен следующими причинами. Беззазорность резьбового соединения с покрытием необходимо обеспечивать по тем соображениям, что фторопласт под нагрузкой проявляет свойство хладотекучесtH. Наличие больших зазоров в резьбе Se- дет к выдавливанию покрытия из зоиы контакта и при отвинчиваиин к его полному разрушению, вследствие чего эффект контре- ния гайки резко ухудшается.

Q В беззазорном соединении течение фторопласта затрудняется, так как он находится в герметичных полостях, уплотняемых кон- тактными поверхностями резьбового соединения, что обеспечивает целостность покрытия и одновременно дополнительные силь

5 контрения за счет расклинивания эффекта деформированного покрытия в замкнутом объеме.

Под минимальным зазором резьбового соединения следует Понимать зазор по средним диаметрам резьб гайки и болта, ко0 торый измеряется в направлении, перпендикулярном оси соединения.

Для наиболее распространенной резьбы крепежных изделий (метрической) угол наклона поверхности витка к направлению с измерения допуска среднего диаметра .ра- зеи 30°. Поэтому минимальная толщина покрытия для перекрытия зазора резьбового соединения равна

. h-Д cos ,9А, где h - толщина покрытия;

Q А - зазор по среднему диаметру (половина суммы нижнего отклонения размера для болта и верхнего рт- клонечия размера для гайки. . Максимальное значение толщины покрытия, равное 1„5 величины минимального заS зора, вызвано тем, что такое значение является критическим. Покрытие большей тол- щийы заклинивает резшу и epeaaettfl. ТТрк этом момент завинчивания в первых переtkjpKajt резко Boapacraef И стаиоЁИтся болЬ шим момента отвинчивания. При толщине до 1,5 покрытие способно уплотниться до величины, соответствующей зазору, и не заклинивать резьбу.

Конструкция гайки обеспечивает надежное стопоренне резьбового соединения при стабильных контрящих свойствах.

Формула изобретения

Самоконтрящаяся гайка для высокоточных резьбовых соединений, содержащая граненый корпус с коронкой, продольное

сечение которой имеет трапёцШДШЧШ фбр- му, н с конверсионным покрытием резьбовых поверхностей, уплотненным антифрикционным материалом, при этом поперечное сечение коронки имеет некруглую форму, отличающаяся тем, что, с целью повыще- ния надежности стопорения, в качестве антифрикционного материала использована смесь из фторопласта с термореактнвнЫм полимером, содержащая 45-85 фто ропласта, полимер - остальное, а суммарная толщина покрытия составляет 0,9-1,5 величины минимального зазора в резьбовом соединении.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к стопорным устройствам. Цель изобретения -- повышенне надежности Ьтопорения резьтовнх соедике НИИ. Гайка содержит граненый корпус с коронкой, имеющей в поперечном сечении некруглую форму, а в продольном - трапецеидальную. На резьбовые поверхности корпуса и коронки наносят конверсионное покрытие, уплотненное антифрикционным материалом. Он представляет собой смесь- 45-85 мае ./о фторопласта с термореак тивным полимером. Общую толщйну нокрн тия принимают равной 0,9-1,5 велнчины минимального зазора в резьбовом соединении. Конструкция гайки обеспечивает надежное стопорение резьбового соединения при стабильных контрящих свойствах, т. к. покрытие уплотняется до величины, соответствую- щей зазору, не заклннивая резьбу. 3 ил. 1 табл.

Работоспособность самоконтрящихся гаек в зависимости от числа переборок

Фиг.-/

Фи.2

Фи.