Резьбовое соединение деталей Советский патент 1993 года по МПК F16B5/02 F16B39/282 

фб/г1

v| Ч)

ел

( ND

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резьбовым соединениям деталей,

Известно резьбовое соединение двух деталей, в одной из которых выполнен фигурный паз. содержащее болт и зажимной резьбовой элемент с фиксатором. Указанное соединение характеризуется недостаточной надежностью фиксации закрепляемой детали в результате трения между фиксирующей шайбой и корпусом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому решению является болтовое соединение, в котором соединение двух деталей, одна из которых снабжена фигурным пазом, содержит болт, зажимной резьбовой элемент с фиксатором в виде прямоугольной шайбы со срезанными углами и острыми кромками, концы которой отогнуты в паз детали до врезания в его кромки, причем острые кромки шайбы имеют твердость больше твердости кромок паза.

Установка фиксирующей шайбы между закрепляемой деталью и зажимным резьбовым элементов усложняет конструкцию, а малая площадь взаимодействия закрепляемой детали с внедренными в кромки паза кромками шайбы не исключает смятия кромок паза под действием сдвигающих нагрузок и нарушения взаимного положения деталей соединения, кроме того необходимо стопорение зажимного резьбового элементаот самопроизвольного отворачивания в эксплуатации.

Цель изобретения - упрощение конструкции с повышением надежности стопоре- ния и фиксации деталей от перемещения.

Поставленная цель достигается тем, что в резьбовом соединении деталей, содержащем болт, установленный в отверстиях деталей, одно из которых выполнено регулировочным, а также навинченную на него гайку, расположенную со стороны детали с регулировочным отверстием, и расположенный со стороны опорного торца гайки стопорный элемент твердостью выше твёрдости материала детали с регулировочным отверстием, стопорный элемент выполнен за одно целое с гайкой в виде пирамидальных выступов с углом при вершине 30-90°, расположенных рядами в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Сравнение заявляемого технического решения с другими решениями в данной области техники показывает, что известна . фиксация сопрягаемых деталей при помощи зубьев, выполненных на одной из них и.про- никающих в тело другой сопрягаемой детали. Однако при регулируемом соединении

деталей типа кожух, патрубок, рукав и т.д. выполненных из листового мягкого материала (например, алюминиевых сплавов), или при соединении сварных листовых конструкций с помощью приварных или отогнутых планок с регулированными отверстиями, невозможно сформировать зубья, обеспечивающие надежную фиксацию сопрягаемых деталей. Фиксацию подрбных конструкций можно осуществить только введением дополнительных фиксирующих элементов, или выполнением фиксирующих элементов на крепежных деталях (болте, гайке, винте и т.д.).

в предлагаемом решении выполнение стопорного элемента за одно целое с гайкой позволяет исключить промежуточную фик- сирующую деталь (шайбу) и обеспечить стопорение гайки от самопроизвольного

отворачивания без дополнительных стопорящих элементов, тем самым упростить кон- струкцию. Выполнение стопорного элемента в виде пирамидальных выступов с углом при вершине 30-90°, расположенных

на опорной поверхности гайки рядами в двух взаимно перпендикулярных направлениях,внедряемых в поверхность фиксируемой детали, позволяет за счет увеличения площади взаимодействия стопорного элемента с фиксируемой деталью при сдвиге увеличить усилие, необходимое для смещения гайки относительно регулируемой детали и смещения деталей друг относительно друга. . :

УГОЛ при вершине пирамид больше 30° выбран из следующих соображений: площадь боковой проекции пирамиды с углом

при вершине 30° равна: Si

За 4

, где а сторона основания внедренной части пирамиды, а площадь основания равна: . Допустимое усилие ,необходимое для смятия металла сопрягаемой детали и среза пирамиды соответственно:

.

Р2Мгср.

Для термообрабатываемых нелигиро- ванных сталей, таких как сталь 40, сталь 45, допускаемое напряжение при срезе тср.1850...2000 кг/см2. Следовательно: Р2(1850...2000)а2кг.

Для разъемных неподвижных соединений допустимое напряжение смятия (Ссм)(Св)..

(Осм)т1п(Св)2700 кг/см .

Следовательно: Fi -2025

а2 кг.

Исходя из примерного равенства (F-Q и (Fa) можно сделать вывод, что соединение внедряемой пирамиды с углом при вершине 30° с сопрягаемой деталью из мягкого конструкционного алюминиевого сплава является равнопрочным. При применении сопрягаемой детали из более прочных кон- ст рукционных материалов, таких как AI j1r6M, Д16, сталь 0,8, сталь 10 и т.д.,для обеспечения равнопрочное™ соединения, угфл при вершине пирамиды должен увели- чираться, уменьшая боковую проекцию пирамиды.

Угол при вершине выступов пирамиды ДО 90° объясняется следующим образом. Пр|и приложении нагрузки, смещающей со- пфгаемые регулируемые детали, усилие, удерживающее деталь от смещения относи- TejjibHO гайки гранями ее пирамиды с углом npii вершине до 90° (т.е. сила трения), нахо- дится в прямой зависимости от нормальной си|ш (составляющей усилия смещения), которая с учетом угла трения всегда больше усилия, которое отжимает гайку от поверх- норти детали, что видно из разложения век- тора силы взаимодействия тел друг с другом nojq углом до 45°.

Поэтому для исключения действия со- ст вляющей силы, направленной вдоль грани: пирамиды с углом при вершине До 90°, отжимающей гайку от поверхности детали, необходимо небольшое усилие взаимного прижатия гайки и сопрягаемой детали, что наиболее важно для резьбового соединения с небольшим диаметром резьбы для обеспе-

чения стабильной плотности поджатип резьбового соединения.

Кроме того, такие гайки целесообразно применять при размещении их в труднодоступных местах, так как при закручивании, откручивании болта, гайка фиксируется от проворота заглубленными зубьями и не требует удержания ее ключом.

На фиг.1 изображен разрез по резьбовому соединению деталей; на фиг.2 - вид на соединение сверху .

Резьбовое соединение деталей состоит из болта 1, гайки 2 и соединяемых деталей 3,4. На опорной поверхности гайки 2 выпол- нены стопорящие зубья 5, выполненные в виде пирамид с углом при вершине 30-90°, образующих ряды в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем твердость поверхности зубьев 5 превышает твердость поверхности 6 детали 3.

При сборке, смещая деталь 3 по регулировочным отверстиям 7, устанавливают ее в определенное положение и свертывают болт 1 в гайку 2, при этом зубья 5 врезаются в поверхность 6 детали 3, препятствуя повороту гайки и смещению детали 3 относительно детали 4. Болт 1 фиксируют проволокой 8 относительно детали 4.

Разборку проводят в обратном порядке.

Предлагаемое техническое решение позволяет упростить конструкцию и повысить надежность соединения за счет выполнения стопорных элементов на опорной поверхности гайки, взаимодействующей с поверхностью фиксируемой детали.

Использование: в машиностроении в соединениях деталей. Сущность изобретения: болт 1 установлен в отверстии детали 4 и в пазу 7 детали 3. Гайка 2 выполнена с пирамидальными выступами 5, расположенными рядами в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Выступы выполнены с углом при вершине 30...90° и твердостью выше твердости детали 3. 2 ил.

Формула изобретения Резьбовое соединение деталей, содержащее болт, установленный в отверстиях деталей, одно из которых выполнено боль- ше го размера для регулировки взаимного положения деталей, а также навинченную на него гайку, расположенную со стороны де|али с отверстием большего размера, и расположенный со стороны торца гайки стопорный элемент из материала твердостью

выше твердости материала детали с отверстием большего размера, отличающее- с я тем, что, с целью упрощения конструкции с повышением надежности стопорения и фиксации деталей от перемещения, стопорный элемент выполнен за одно целое с гайкой в виде пирамидальных выступов с углом при вершине 30-90°, расположенных рядами в двух взаимно перпендикулярных направлениях.