Стопорное резьбовое соединение Советский патент 1992 года по МПК F16B39/24 

Изобретение относится к тяжелонагруженным соединениям, подвергающимся в экспуатации вибрации и ударам, и может быть использовано, например, в сельхозмашиностроении.

Известно резьбовое соединение, содержащее размещенный в корпусе резьбовой стержень с навинченной на него гайкой, снабженной опорным фланцем увеличенного размера, и установленный на стержне между корпусом и гайкой пружинящий элемент в виде тарельчатой пружины. Недо- статком соединения является его саморазвинчивание под воздействием вибрации и ударов.

Известно также стопорное резьбовое соединение, содержащее размещенный в корпусе резьбовой стержень с навинченной на него гайкой и установленный на стержне между корпусом и гайкой стопорный элемент в виде кольцевой волнистой пружинной шайбы с выступами на выпуклых поверхностях вершин волн, расположенными по окружности и сопряженными с углублениями на опорных поверхностях корпуса и гайки.

Выступы шайбы выполнены в одном кольцевом ряду (на одном радиусе от центра шайбы) и представляют собой выпуклости полусферической формы с продольными плоскостями симметрии, проходящими через центр шайбы и центры полусфер выступов Шайба имеет поперечную плоскость симметрии, которая делит ее на равное число вершин - выпуклых с торцов полуволн. С обратной стороны (в перевернутом положении) полуволны-вершины выглядят как вогнутости-впадины.

Если волнистую шайбу изготавливают деформированием заготовки - плоского кольца с помощью рабочих элементов, заточенных по радиусу, то на торцевых поверхностях она содержит углубления-отпечатки этих элементов, которые в ее готовом виде расположены во впадинах волн. Углубления шайбы имеют те же продольные плоскости симметрии, что и полусферические выступы (выдавки), благодаря которым одинаковые шайбы можно собирать в стопки путем совмещения их выступов с углублениями и соответственно вершин шайб с их впадина- ми. При этом упругая осевая сила стопки возрастает пропорционально количеству образующих ее шайб и может стать равной, номинальной осевой силе натяжения стержня тяжелонагруженного резьбового соединения, т.е обеспечить его насущную способность Однако реализация такой возможности исключена в обычных резьбовых соединениях из-за магого размера под

ключ гайки, составляющего всего около 1,5 наружного диаметра резьбы. Потому для таких соединений подходят только узкие волнистые шайбы с шириной их кольца не

более 0,5 наружного диаметра резьбы, что при существующей технологии изготовления волнистых шайб не позволяет получать выступы необходимых размеров и формы. Целью изобретения является повыше0 ние несущей способности резьбового соединения.

Эта цель достигается тем, что в известном стопорном резьбовом соединении, содержащем размещенный в корпусе

5 резьбовой стержень с навинченной на него гайкой и установленный на стержне между корпусом и гайкой стопорный элемент в виде кольцевой волнистой пружинной шайбы с выступами на вершинах волн (на их выпук0 лых поверхностях),- расположенными по окружности и сопряженными с углублениями на опорных поверхностях корпуса и гайки, последняя выполнена с опорным фланцем, наружным диаметр которого составляет

5 2,1...3,0 наружного диаметра резьбы, а центры выступов на вершинах шайбы и центры донышек углублений на корпусе и гайке расположены по окружности диаметром, равным 1,75...2,50 наружного диаметра резьбы.

0 На чертеже изображено резьбовое соединение, снабженного кольцевой волнистой пружиной шайбой с однорядным расположением полусферических выступов на выпуклых поверхностях вершин волн.

5 Стопорное резьбовое соединение содержит размещенный в корпусе 1 резьбовой стержень 2 с навинченной на него гайкой 3 и установленную на стержне между корпусом и гайкой кольцевую волнистую

0 шайбу А с шестью выступами (выдавками) 5 на ее вершинах 6, расположенными по окружности и сопряженными с углублениями 7 и 8 на опорных поверхностях корпуса 1 и гайки 3. Количество углублений 7 и 8 прини5 мают кратным числу выступов 5. Оно зависит от величины поля допуска на нормированную осевую силу соединения: чем меньше поле допуска, тем больше углублений.

0 Выдавки-выступы 5 шайбы получают приложением деформирующие сил к заготовке- плоскому кольцу посредством заточенных по радиусу рабочих элементов, которые выдавливают на торцах заготовки

5 углубления 9 и выпучивают материал в виде выступов. Для образования выступов 5 требуемых размеров жесткость заготовки увеличивают путем одновременного формирования с ними дополнительных углублений и выступов, располагающихся в готовой

шайбе между углублениями 9 и выступами 5.

Упругую силу шайбы 4 подбирают равной или большей нормированной осевой си- лы резьбового соединения. При этом центры ее выступов 5 располагают на диаметре окружности, составляющем 1,75...2,50 наружного диаметра резьбы (), а наружный диаметр опорного фланца гайки 3 должен находиться в пределах 2,1...3.0Ьн. Если при этих размерах деталей соединения окажется, что упругая сила подобранной шайбы меньше нормированной силы тяжелонагруженного соединения, то на стержень 2 помещают две шайбы, сложен- ные стопкой. В особо тяжелонагруженных соединениях могут применяться стопки из трех и более шайб.

Гайку с опорным фланцем изготавливают методами обработки материалов давле- нием, прессованием из порошкообразных композиций, сваркой, литьем и пр.

Сборка соединения аналогична сборке прототипа. Контроль осевой силы при затяжке осуществляют либо измерением рас- стояния между фланцем гайки и корпусом и сравнением его с величиной упругой деформации шайбы при ее градуировке, либо проверкой этого расстояния с помощью шаблона.

Благодаря надежному сопряжению полусфер выступов шайбы с донышками и краями углублений гайки и корпуса номинальная осевая сила соединения сохраняется в течение всего нормированного срока его эксплуатации.

Формула изобретения Стопорное резьбовое соединение, содержащее размещенный в корпусе резьбовой стержень с навинченной на него гайкой и установленный на стержне между корпусом и гайкой стопорный элемент в виде кольцевой волнистой пружинной шайбы с выступами на вершинах волн, расположенными по окружности и сопряженными с углублениями на опорных поверхностях корпуса и гайки, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности, гайка выполнена с опорным фланцем, наружный диаметр которого составляет 2,1...3,0 наружного диаметра резьбы, а цен- тры выступов на вершинах волн шайбы и центры донышек углублений на корпусе и гайке расположены на окружности диаметром, равным 1,75...2,50 наружного диаметра резьбы.

Использование: машиностроение, соединения, работающие при циклическом на- гружении узлов машин и механизмов. Сущность изобретения: соединение состоит из резьбового стержня 1, гайки 2, снабженной опорным фланцем 3 с углублениями 4, корпуса 5 с углублениями 6 и размещенной на стержне 1 между гайкой 2 и корпусом 5 кольцевой волнистой пружины 7 с опорными выпукло-вогнутыми участками 8. Последние расположены по окружности и сочленены с углублениями корпуса и гайки. Вершины углублений корпуса и гайки и опорных выпукло-вогнутых участков пружины размещены по окружности с диаметром в 1,75-2,50 раза большим наружного диаметра резьбы резьбовой лары, для чего гайка снабжена опорным фланцем, диаметр которого в 2,1-3,0 раза больше того же диаметра резьбы. 1 ил.