Резьбовое соединение Советский патент 1992 года по МПК F16B5/02 

Изобретение относится к резьбовым крепежным средствам, устанавливаемым с односторонним доступом, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Мг712542.

Известно резьбовое соединение, содержащее расположенную в отверстии соединяемых деталей шпильку с шейкой и головкой, образованными кольцевой проточкой, и установленную в проточке шпильки межу ее головкой и нижней из соединяемых деталей упругую разрезную шайбу с диаметром, большим диаметра упомянутого отверстия, причем на головке шпильки со стороны шайбы выполнен кольцевой паз, а на шайбе - кольцевой выступ, расположенный в этом пазу, отверстие в верхней из соединяемых деталей выполнено с заходной фаской.

Такое резьбовое соединение обладает невысокими экплуатационными характеристиками, так как не гарантирует надежную

ориентацию шайбы соосно отверстию. При монтаже соединения шайба, выталкиваемая из отверстия стенкой протоки шпильки, находится в верхней части проточки, а ее выступ, соответственно - вне паза головки шпильки, что позволяет шайбе после выхода из отверстия, разжимаясь и взаимодействуя при этом с -кромкой отверстия а нижней детали, разместиться на шейке шпильки несоосно ей. При наклонном же положении оси соединения шайба устанавливается на шейке шпильки несоосно ей и под действием собственного веса. И в том и в другом случае кольцевой выступ шайбы не попадает при стягивании соединения в ответный кольцевой паз головки шпильки, и надежного соединения не образуется, а при больших усилиях затяжки возможно выдавливание шайбы из соединения.

Для силовых соединений выполнение заходной фаски на верхней из соединяемых деталей нецелесообразно, так как это сни W ч о

жает по площади рабочую часть соединения, а также требует в связи с большой жесткостью шайбы (особенно для соединений малых диаметров) значительной прочности деталей, что усложняет монтаж соединения на деталях, изготовленных из относительно мягких материалов.

Цель изобретения - повышение надежности соединения путем гарантированного размещения кольцевого выступа шайбы в кольцевом пазу головки шпильки и улучшение его эксплуатационных характеристик.

Цель достигается тем, что в резьбовом соединении разность внутреннего диаметра шайбы и диаметра шейки шпильки не превышает разности диаметра кромки наружной стенки паза и диаметра кромки наружной поверхности выступа, а по меньшей мере одна из контактирующих поверхностей сопряженной пары кольцевой выступ шайбы - кольцевой паз шпильки выполнена конической. Причем конической может быть выполнена одна из боковых стенок паза или наружная поверхность кольцевого выступа шайбы.

С целью уменьшения усилий, необходимых д .л проталкивания шайбы в отверстие при монтаже соединения, и снижения опасности повреждения при этом стенок отверстия проходящей сквозь него шайбой шайба может быть выполнена с заходной фаской на наружной поверхности, плавно сопряженной с цилиндрическим участком последней и по профилю соответствующей заходной фаске установочного отверстия соединения,

С целью обеспечения возможности монтажа соединения на деталях из относительно мягких материалов и увеличения силовой отдачи в соединениях, работающих на сдвиг, соединение может быть снабжено опорной шайбой, расположенной под затяжной гайкой, а заходная фаска выполнена на участке установочного отверстия опорной шайбы, сопряженном с затяжной гайкой.

Для упрощения выполнения паза на головке шпильки, исключения выдавливания шайбы из соединения при его стягивании и увеличения рабочей части соединения стержень шпильки может быть выполнен составным из двух концентрично расположенных и связанных между собой элементов, например ступенчатой шпильки и гайки-головки или резьбовой втул-ки и болта-головки. Уменьшение усилий, необходимых для установки соединения на деталях, и снижение опасности повреждения стенок отверстия шайбой достигается также путем уменьшения жесткости шайбы, для чего на

шайбе могуг быть выполнены шлицы. Причем шлицы могут выполняться как на торцевых поверхностях шайбы, так и на ее наружной или внутренней поверхности.

На фиг. 1 изображено резьбовое соединение по л.1 формулы изобретения в собранном виде; на фиг.2 - узел I на фиг. 1 для соединения по п.2 формулы, на фиг, 3 -то же, для соединения по п.З-формулы; на фиг.

0 4 - соединение по п. 1 формулы изобретения в процессе монтажа на деталях (перед стягиванием при горизонтальном положении оси соединения); на фиг, 5 - соединение по п.2 формулы изобретения в процессе монта5 жа на деталях (перед стягиванием при горизонтальном положении оси соединения); на фиг, 6 - соединение п о п 3 формулы изобретения в процессе монтажа на деталях (перед стягивакием при горизонтальном

0 положении оси соединения); на фмг. 7 - вариант соединения по пп 2 и 6 формулы изобретения; иа фиг. 8 - вариант соединения по лп. 3 и б формулы изобретения; на фиг 9 - соединение по пп. 1, 3, 4, 5, 6 и 7

5 формулы изобретения

Резьбовое соединение по л.1 формулы содержит гайку 1, расположенную в отверстии 2 с заходной фаской 3 в верхней 4 из соединяемы деталей, шпильку 5 с шейкой

0 6 и головкой 7, образованными кольцевой проточкой 8, упругую разрезную шайбу 9 с диаметром D1 большим диаметра D2 упомянутого отверстия 2, размещенную в про точке 8 между головкой 7 и нижней 10 из

5-соединяемых деталей и выполненную с кольцевым выступом 11, расположенным в ответном пазу 12 головки 7, выполненном с боковыми поверхностями 13 и 14, контактируя с выполненной конической внутренней

0 поверхностью 13 паза 12, причем разность внутреннего диаметра D3 шайбы 9 и диаметра D4 шейки б шпильки 5 не превышает разности диаметра D5 кромки 15 наружной поверхности 14 паза 12 и диаметра Обкром5 ки 1G наружной поверхности 17 выступа 11 шайбы 9

Резьбовое соединение по п 2 формулы содержит те же элементы, что и соединение по п 1 формулы, но в нем конической выпол0 нена наружная поверхность 14 кольцевого паза 12 шпильки 5.

Резьбовое соединение по п.З формулы содержит те же элементы, что и соединение по п.1 формулы, но в нем конической выпол5 нена наружная поверхность 17 кольцевого выступа 11 шайбы 9

Резьбовое соединение по п.4 формулы содержит те же элементы, что и соединение по п.1 формулы, но в нем упругая разрезная шайба 9 выполнена с заходной фаской 18 на

наружной поверхности 19, плавно сопряженной с цилиндрическим участком 20 последней и по профилю соответствующей заходной фаски 3 установочного отверстия 2 соединения. Очевидно, что чем меньше угол наклона фаски 3 к оси соединения, тем меньшие усилия необходимы для обжатия в ней шайбы 9 при монтаже соединения.

Резьбовое соединение по п 5 формулы содержит те же элементы, что и соединение по пп. 1 и 4 формулы, но оно снабжено опорной шайбой 21, расположенной под затяжной гайкой 1, при этом заходная фаска 3 выполнена на участке установочного отверстия 2 опорной шайбы 21, сопряженном с затяжной гайкой 1,

Резьбовое соединение по п.6 формулы содержит те же элементы, что и соединение по п.1 формулы, но в нем стержень 22 шпильки 5 выполнен составным из двух кон- центрично расположенных и связанных между собой элементов, например ступенчатой шпильки 23 и гайки-головки 24 или резьбовой втулки 25 и болта-головки 26.

Резьбовое-соединение по п.7 формулы содержит те же элементы, что и соединение по п.1 формулы, но в нем на упругой разрезной шайбе 9 выполнены шлицы 27, например на внутренней ее поверхности (см.фиг.9), что является более предпочти- тельным исполнением.

Монтаж соединения выполняется следующим образом. После выхода из отверстия 2 упругая разрезная шайба 9 размещается на шейке 6 шпильки 5. При стягивании соединения шайба 9 ориентируется в пазу 12 головки 7 одной из контактирующих поверхностей 13 14 и 17 сопряженной пары кольцевой выступ 11 шайбы 9 - кольцевой паз 12 шпильки 5 выполненной конической, внутренней поверхностью 13 паза 12 - в соединении по п.1 формулы, наружной поверхностью 14 паза 12 - в соединении по п.2 формулы, наружной поверхностью 17 кольцевого выступа 11 шайбы 9 - в соединении по п 3 формулы. При этом признак, определяющий соотношение размеров паза 12 шпильки 5 и выступа 11 шайбы 9 {D3-D4 D5-D6). обеспечивает надежное размещение высту- па 11 шайбы 9 над пазом 12 головки 7 шпильки 5 перед стягиванием соединения.

При монтаже соединения по п 5 формулы обжатие шайбы 9 происходит в заходной фаске 3, выполненной в отверстии опорной шайбы 21, размещаемой между гайкой 1 и верхней из соединяемых деталей.

При (онтаже соединения по п.6 формулы (фиг. 8, 9) после прохождения шайбы 9

через отверстие 2 перед стягиванием соединения производится затяжка резьбовой втулки 25 и болта-головки 26, при которой происходит ориентация шайбы 9 и надежное фиксирование ее на шпильке 5 соосно последней, что исключает выдавливание ее из соединения, в т.ч. и внутрь паза 12, при окончательной затяжке.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет существенно повысить надежность и улучшить эксплуатационные характеристики резьбового соединения путем гарантированного размещения кольцевого выступа шайбы в кольцевом пазу головки шпильки при монтаже соединения.

Формула изобретения

1.Резьбовое соединение по авт.св. N; 712542, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем гарантированного размещения кольцевого выступа шайбы в кольцевом пазу головки шпильки, разность внутреннего диаметра шайбы и диаметра шейки шпильки не превышает разности диаметра кромки наружной стенки паза и диаметра кромки наружной поверхности выступа, а по меньшей мере одна из контактирующих поверхностей сопряженной пары кольцевой выступ шайбы - кольцевой паз шпильки выполнена конической.

2.Соединение поп.1,отличающее- с я тем, что конической выполнена наружная поверхность кольцевого паза шпильки.

3.Соединение по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что конической выполнена наружная поверхность кольцевого выступа шайбы.

4.Соединение поп.1,отличэющее- с я тем, что упругая разрезная шайба выполнена с заходной фаской на наружной поверхности, плавно сопряженной с цилиндрическим участком последней, и по профилю соответствующей заходной фзске установочного отверстия соединения.

5 Соединение по пп. 1 и 4, отличающее с я тем, что оно снабжено опорной шайбой, расположенной под затяжной гайкой, при этом заходная фаска выполнена на участке установочного отверстия опорной шайбы, сопряженном с затяжной гайкой.

6. Соединение по п.1, о т л и ч а ю.щ е е- с я тем, что стержень шпильки выполнен составным из двух концентрично расположенных и связанных между собой элементов,

7 Соединение по п. 1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что на упругой разрезной шайбе выполнены шлицы

Фиг.1

Использование: в резьбовых крепежных средствах, устанавливаемых с односторонним доступом. Сущность изобретения: резьбовое соединение содержит- гайку, расположенную в отверстии с заходной фаской, выполненном в верхней из соединяемых деталей, шпильку с шейкой и головкой, образованные кольцевой проточкой, упругую разрезную шайбу с диаметром, большим диаметра упомянутого отверстия. Шайба размещена в проточке между головкой и нижней из соединяемых деталей и выполнена с кольцевым выступом. Последний расположен в ответном пазу головки и контактирует с конической внутренней поверхностью паза. Разность внутреннего диаметра шайбы и диаметра шейки шпильки не превышает разность диаметра кромки наружной поверхности паза и диаметра кромки наружной поверхности выступа шайбы. Предусмотрены варианты выполнения соединения. 6. з.п. ф-лы, 9 ил.

Фиг. 2

Фиг.З

JL JLJLl

Фиг it

$

PU2.5

Фиг. 6

$ариви/

Фаг.1

22

Ј0&мпнп

Фиг.8