Самоконтрящаяся гайка Советский патент 1992 года по МПК F16B39/28 

Изобретение относится к области машиностроения, приборостроения, к частности к резьбовым крепежным элементам, и может быть использовано в резьбовых соединениях элементов, подверженных вибрациям.

Известно устройство стопорения резьбового соединения, состоящее из гайки, в корпусе которой имеется поперечный паз, винта с конической головкой и стопорным кольцом; винт расположен в теле гайки симметрично пазу, а стопорное кольцо установлено в проточку, выполненную на наружной поверхности гайки и в шлиц винта 1.

Недостатком данного устройства является невозможность применения его в местах с ограниченным доступом для установки стопорного кольца и винта, а также высокая трудоемкость изготовления.

Известно устройство стопорения в виде гайки с тремя прорезями, выполненными с

одной стороны гайки перпендикулярно ее оси, равномерно расположенные по высоте: торцовые поверхности гайки скошены под углом в противоположные стороны 2.

Недостатком данной гайки являются возникающие в теле гайки пластические деформации из-за ослабления гайки тремя прорезями, приводящие к частичному срезу вершин витков резьбы и сползанию с болта, приводящие к самопроизвольному ослаблению соединения в условиях вибраций.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является самоконтрящаяся гайка, содержащая корпус с резьбовым отверстием с поперечной прорезью, наклонной к оси гайки под углом, равным углу подъема резьбы, и со скошенной торцовой поверхностью, скос которой направлен в сторону, противоположную углу наклона прорези 3.

2

СЛ

сл о о

Недостатком данного устройства является то, что эффект стопорения достигается при контакте не менее двух гаек.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности стопорения соединения в условиях воздействия вибраций и увеличение срока его службы при использовании только одной гайки.

Поставленная цель достигается тем, что в гайке, содержащей корпус с резьбовым отверстием с поперечной прорезью, наклоненной к оси гайки под углом, равным углу подъема резьбы, опорная поверхность выполнена скошенной, а угол скоса равен углу подъема резьбы, но выполнен в сторону, противоположную углу наклона прорези; прорезь расположена от опорного торца на расстоянии, составляющем 2/3 высоты гайки.

В предлагаемом техническом решении прорезь дает возможность увеличить податливость тела гайки в осевом направлении, изменить характер распределения нагрузки по высоте гайки-снизить нагрузку, приходящуюся на нижние витки, повысить нагрузку, приходящуюся на верхние витки, расположенные над прорезью, увеличить трение в резьбе. Это приводит к существенному уменьшению деформаций нижних витков и препятствует самоотвинчиванию гайки при воздействии вибраций.

Кроме того, для компенсации отвинчивающего момента в резьбе производится увеличение момента трения за счет наклона торца и прорези. Максимальное увеличение момента трения в резьбе в предлагаемом техническом решении происходит при угле наклона прорези равном углу подъема резьбы, когда угол наклона торца соответствует углу наклона прорези и направлен в противоположную сторону.

Схема распределения нагрузки в резьбовом соединении типа болт-гайка представлена на фиг. 1,а.

Как видно из схемы, на витки резьбы, расположенные в верхней части гайки, выше 2/3 Н от опорного торца, действуют минимальные и приблизительно одинаковые нагрузки.

При наличии прорези на расстоянии 2/3 Н от опорного торца в витках, расположенных выше прорези, возникают дополнительные нагрузки, чем обеспечивается эффект стопорения. В этом случае нагрузки распределяются, как показано на фиг. 1, б.

При расположения прорези выше уменьшается количество витков с дополнительной нагрузкой, что снижает эффект стопорения.

При расположении прорези ниже, увеличиваются нагрузки на более нагруженные

витки, что приводит к пластическим деформациям витков.

Все указанное создает надежность стопорения гайки.

На фиг. 2 изображено предлагаемое

техническое решение.

Самоконтрящаяся гайка 1, содержащая корпус с резьбовым отверстием, с поперечной прорезью 2. наклоненной к оси гайки под углом, равным углу подъема резьбы;

прорезь расположена на расстоянии 2/3 Н от опорного торца, где Н - высота гайки. Торцовая опорная поверхность гайки скошена под углом, равным углу наклона прорези в сторону, противоположную углу

наклона прорези, чем обеспечивается упругая деформация гайки при ее монтаже.

Была изготовлена гайки шестигранная М10х1,5 из материала сталь 20, резьба по ГОСТ 5915-70, высота гайки 8 мм; на расстоянии 5,3 мм от опорного торца выполнен паз под углом 2°40 к оси гайки (угол а подъема резьбы 2°42 ). угол наклона торцовой поверхности 2°40 .

При натяжке гайки благодаря наличию

скоса и прорези увеличивается податливость гайки в осевом направлении, происходит деформация гайки, зазор в прорези устраняется, нагрузка в верхних витках увеличивается и становится более равномерной по высоте гайки, увеличивается момент трения в резьбе и на торце, которые компенсируют отвинчивающий момент в резьбе при воздействии вибраций.

Самоконтрящаяся гайка дает возможность установки гайки в местах с ограниченным доступом к установке, увеличивает надежность контрения соединения, повышает срок службы гайки.

Формула изобретения

Самоконтрящаяся гайка, содержащая корпус с резьбовым отверстием,с поперечной прорезью, наклоненной к оси гайки под углом, равным углу подъема резьбы, и со

скошенной в сторону, противоположную углу наклона прорези, торцовой поверхностью, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности стопорения в условиях вибраций и увеличения срока службы,

скошенной выполнена опорная поверхность гайки, при этом угол скоса равен углу наклона прорези, а последняя выполнена на высоте, равной 2/3 высоты гайки стопорной поверхности.

rl

/

:f

§

Использование: машиностроение, резьбовые крепежные элементы для узлов, подверженных вибрациям. Сущность изобретения: гайка со скошенной опорной поверхностью и наклонной поперечной прорезью. Углы наклона опорной поверхности и прорези ра в ньГ углу подъема резьбы, но скос опорной поверхности направлен в сторону, противоположную углу наклона прорези. Прорезь выполнена на высоте, равной 2/3 высоты гайки, от опорной поверхности, при затяжке соединений происходит деформация гайки, увеличивается момент трения в резьбе и на торце, повышается надежность стопорененмя. 1 ил.

Фиг.

л

«м