Способ для предохранения от самоотвинчивания разъемных, легконагруженных металлических резьбовых соединений Советский патент 1993 года по МПК F16B39/00 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к резьбовым соединениям, широко применяемым; при сборке соединений, сборочных единиц в приборах и радиоэлектронной аппаратуре.

Целью изобретения является обеспечение экологической безопасности, пожаро- безопасности, повышение термостойкости и надежности стопорения.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве клеящей смеси используют состав, содержащий 92-95% натриевого жидкого стекла и 5-8% алюминиевой пудры..

Натриевое жидкое стекло представляет густую жидкость серого цвета, получаемую автоклавным и безавтоклааным растворением стеклоиидных силикатов натрия. Наличие в смеси алюминиевой пудры позволяет обеспечить термостойкость пленки, образующейся после высыхания клеящей смеси, повышая твердость за счет

наполнителя, функцию которого выполняет алюминиевая пудра;

На фиг. 1 изображено соединение деталей перед навинчиванием гайки; на фиг. 2 - соединение Деталей после навинчивания гайки на болт; на фиг. 3 - гайка; на фиг, 4, 5 , - варианты резьбовых соединений со средством для предохранения от самоотвинчи- вания.

Резьбовое соединение содержит размещенный в деталях 1 и 2 болтЗ, навинченную на него гайку 4 и средство 5 для предохранения от самоотвинчивания. Средство 5 выполнено в виде клеящей смеси, содержащей 92-95% натриевого жидкого стекла и 5-8% алюминиевой пудры.

Перед навинчиванием гайки клеющую смесь наносят на 3-4 витка начала резьбы болта (см. фиг. 1), а после затяжки соединения ее наносят на выступающую резьбовую часть болта 3 по периметру с переходом на

(Л

С

00 N3

|СЛ xi

торец гайки 4 (см. фиг. 2), боковую поверхность гайки 4 по всему периметру с переходом на поверхность соединяемой детали 2. В результате после отвердения образуется твердая плотная пленка, которая, прилипая к.выступающей части болта, гайки и соеди няемой детали, создает дополнительное усилие стопорения, предохраняющее резьбовые соединения от самортвинчивзния. Образующаяся пленка после отвердения не оказывает разрушающего действия на лакокрасочные и металлические покрытия соединяемых и крепежных деталей.

Демонтаж застопоренных натриевым жидким стеклом, смешанным с алюминиевой пудрой, крепежных деталей производится с помощью стандартных инструментов.

В соединении деталей, изображенном на фиг. 5, клеящую смесь наносят на 6-10 ниток начала резьбы болта 3, и алюминиевая пудра в данном случае играет роль армирующего элемента, поскольку она, обладая свд йством адгезии к металлу, заполняет зазоры, имеющиеся между резьбовой поверхностью гайки и болта (винта или шпильки), чем и создает дополнительные усилия, предохраняющие его от самоотвин- чивания.

Демонтаж крепежных деталей в резьбовых соединениях, застопоренных натриевым жидким стеклом, смешанным с алюминиевой пудрой, играющей роль армирующего средства, затруднен, поэтому тре- буются дополнительные усилия для обеспечения развинчивания крепежных деталей, что подтверждает наличие гарантированного усилия стопорения.

Поверхности, на которые должна наноситься клеящая смесь, предварительно необходимо обезжирить путем проТирания их тампоном, смоченным в ацетоне или бензине ВР-1. .Обработанные поверхности следует предохранять от попадания масла и влаги. Натриевое жидкое стекло, смешанное с алюминиевой пудрой, наносится на крепежные и соединяемые детали при помощи известных средств:

металлической иглой, шприцем, кисточкой, стеклянной палочкой и другими спосо- бами в зависимости от легкости доступа и габаритов детали.

Приготавливалась клеящая смесь следующих составов, мае. %:

1. Жидкое стекло95 Алюминиевая пудра 5

2. Жидкое стекло94 Алюминиевая пудра б.

3. Жидкое стекло92 Алюминиевая пудра 8

Для экспериментальной проверки клеящей смеси, в состав которой входит жидкое натриевое стекло и алюминиевая пудра, представляющая собой тонко измельченные частицы алюминия пластинчатой формы, изготавливались образцы крепежных деталей в количестве 24: характеризующиеся использованием краски ЭП-51 (6 образцов) для стопорения, минимального

0 содержания составляющих в смеси (6 образцов), нормального содержания составляющих в смеси (6 образцов) и максимального содержания составляющих в смеси (б образ- цов), т.е. нижний, нормальный и верхний

5 пределы содержания компонентов,

Смеси получали простым тщательным смешиванием компонентов, средство стопорения наносилось на крепежные детали стеклянной палочкой.

0 В образцах крепежные детали были выполнены из стали 20 с цинковым покрытием и после стопорения проходили суточную сушку. После сушки были проведены испытания образцов с целью определения моВ ментовстопорения, которые обеспечиваются краской ЭП-51 и клеящей смесью, содержащей 92-95% натриевого жидкого стекла и 5-8% алюминиевой пудры.

0 в таблице представлены результаты замеров моментов затяжки и развинчивания при стопорении краской ЭП-51 и жидким натриевым стеклом, смешанным с алюминиевой пудрой, а также величина твердости

5 засохшего средства стопорения, и темпера- тур а прокаливания.

Из полученных результатов, внесенных , в таблицу, видно, что испытываемые средства для предохранений от самоотвинчивания

0 крепежных деталей обеспечивает более эффективное стопорение (сравнение моментов стопорения) по сравнению с краской ЭП-51, получаемая пленка средства имеет большую твердость, обладает большей тер5 мбстойкостью сохраняетсредство стопоре- . ния после прокаливания при температуре свыше 1QQ°C и до 350°С по сравнению с краской ЭП-51, что расширяет диапазон рабочих температур. Обладая большей твер0 достью по сравнению с прототипом, настоящее средство после высыхания обеспечивает более надежное стопорение крепежных деталей при повышенных рабочих температурах крепежных деталей.

5 При нагревании резьбовых соединений, застопоренных клеящей смесью до 350°, обнаружено, что происходит спекание смеси, сопровождающееся увеличением объема (набухание) за счет испарения жидкой фракции, находящейся в составе жидкого натриевого стекла, которое оказывает положительное влияние на качество стопорения резьбовых соединений, т.к. происходит полное заполнение смесью зазоров, имеющихся между профилем резьбы гайки и резьбового стержня, роль которого выполняет стандартный болт, шпилька, винт, при этом не наблюдается снижение свойства адгезии, а наоборот увеличивается момент стопорения крепежных деталей.

Для облегчения демонтажа застопорен- ных соединений необходимо снять образовавшуюся пленку смеси механическим способом (ножом, металлической кисточ- кой), а затем производить развинчивание, используя стандартный инструмент.

При откручивании резьбовых соединений без предварительной очистки мест стопорения от средства стопорения наблюдалось нагревание гайки и резьбово- го стержня, а момент развинчивания в этом случае должен быть больше момента стопорения, который обеспечивается клеящей смесью (см. таблицу). Рукой раскрутить крепежные детали, застопоренные описанной клеящей смесью, невозможно и для этого необходимо применять стандартный инструмент, предварительно очистив места нанесения от этой смеси механическим методом.

В таблице представлены свойства застопоренных крепежных деталей с резьбой МЗ-М10 клеящей смесью указанного состава с различным соотношением компонентов и краской ЭП-51, что позволяет провести сравнительный анализ свойств для определения эффективности стопорения жидким натриевым стеклом, смешанным с алюминиевой пудрой в предложенном соотношении применяемых компонентов.

Полученную клеящую смесь необходимо хранить в закрытой герметичной емкости, что предохраняет ее от быстрого высыхания.

Крепежные детали, застопоренные на- триевым жидким стеклом, смешанным с алюминиевой пудрой, можно эксплуатировать до температуры 350°С.

Стопорение натриевым жидким стек- пом, смешанным с алюминиевой пудрой, предлагается применять для резьб диаметром 1-10,0 мм, которые в процессе эксплуатации не подвергаются циклически действующим повышенным динамическим нагрузкам. Жидкое натриевое стекло применяется ъ мыловаренной, жировой, машиностроительной, химической, текстильной, бумажной промышленности, в том числе для производства картонной тары, в черной металлургии, для производства сварочных материалов, в качестве связующего материала при изготовлении форм и стержней в литейном производстве, в качестве флотационного реагента при обогащении полезных ископаемых, для изготовления клея силикатного, применяемого для склейки бумаги и картона.

Использование жидкого натриевого стекла, смешанного с алюминиевой пудрой, в качестве средства для стопорения крепежных деталей в резьбовых соединениях, предохраняющего их от самоотвинчивания в процессе эксплуатации, по сравнению с известными средствами (анаэробными герме- тиками и красками) экологически безвредно, взрывобезопасно, и позволяет эксплуатировать застопоренные крепежные детали при 350°С.

Надежность стопорения резьбовых соединений жидким натриевым стеклом, смешанным с алюминиевой пудрой, обеспечивается строгим соблюдением технологического процесса.

Предлагаемое средство стопорения крепежных деталей может широко применяться во многих областях народного хозяйства, где требуется стопорение; а также в радиоэлектронной аппаратуре, в приборах бытовой техники, работающих в период эксплуатации при повышенных температурах и при отсутствии циклически действующих повышенных динамических нагрузок.

Ф о р мула изобретения Средство для предохранения от самоотвинчивания разъемных, легконагружаемых металлических резьбовых соединений в виде клеящей смеси, отличающееся тем, что с целью обеспечения экологической безопасности, пожаробезопасности. повышения термостойкости и надежности стопорения, клеяющая смесь содержит 92-95% натриевого жидкого стекла и 5-8% алюминиевой пудры.

Фи&4

Фиг.6

Сущность изобретения: средство стопо- ренйя выполнено в виде клеящей смеси, содержащей 92-95% натриевого жидкого стекла и 5-8% алюминиевой пудры. 1 табл., 5 ил.