Самоконтрящийся резьбовой элемент Советский патент 1980 года по МПК F16B39/00 

Изобретение относится к машинострое нию и может быть использовано в устрой ствах для стопорения резьбовых соединений, работающих в условиях вибрации при всем температурном диапазоне работы соединения, например в авиационно и космической технике. Известен самоконтряишйся резьбовой элемент, содержащий вставки с резьбовы ми поверхностями, являющимися частью резьбы элемента, выполненные из матер лов с иными коэффициентами теплового расширения, чем материал элемента iJ Недостатком данного резьбового эле мента является невысокая надежность стопорения при температурах порядка 10О°С и при низких (отрицательных) температурах порядка - 6О°С. Кроме того, обеспечение строго регламентирова ной величины усилия затяжки невозможно. Известен также самоконтрящийся резьбовой элемент, содержащий вставки из материала с термомеханической паМЯТЬЮредукция формы которых при их мартенситной трансформации при нагревании или охлаждении направлена на создание натяга в резьбовом соединении При завинчивании и отвинчивании элемента силы трения в резьбе уменьшаются при нормальной температуре, надежность стопорения повышается при температурах, отличных от нормальной. К недостаткам этого устройства относится невысокая надежность стопорения при нормальной температуре. Это связано с тем, что одна из вставок создает натяг при повышении температуры, а другая вставка - при понижении. При нормальной температуре стопорения нет, что обеспечивает уменьшение сил трения в резьбе при завинчивании и отвинчивании элемента и, тем самым, сборку резьбового соединения. Однако, например, в космосе на солнечной стороне космический аппарат нагревается за счет Солнечной реакции до температур по-

рядка+140°С, а на теневой стороне охлаждается до температур порядка 12О С. При этом нагрев чередуется с охлаждением, проходя диапазон нормальных температур, а при этих текшературах надежное стопореьше не гарант$фовано.

Цель 13обретения - повышение надежности стопорения при нормальной температуре.

Указанная цель достигается тем, что в Предлагаемом устройстве вставка, создающая натяг при охлаждении, имеет температуру мартеиситной трансформации выше нормальной, установлена у торца резьбового элемента и отделена от него и от другой вставки термоизоляцией. При этом, наружная поверхность вставки покрыта обратимой термочувствительной краской с температурой перехода (изменения цвета), равной температуре ко1ща мартенситной трансформации материала вставки.

Кроме того, на наружной поверхности вставки установлены клеммы для подвода электрического тока (электроклеммы), а сама вставка выполнена из материала с температурой начала редукции формы, превышающей нормальную на величину петли гистерезиса мартенситной трансформации и вероятного разброса ее характеристик.

На фиг. 1 изображена часть резьбового элемента с вставками при температуре }шже нормальной; на фиг. 2 - тоже, при температуре ниже нормальной, но с нагретой верхней вставкой; на фиг. 3 - то же, при нормальной температуре; на фиг. 4 - то же, при повышенной температуре: на фиг. 5 - резьбовой стержень, вид на торец.

В теле самоконтрящегося резьбового элемента 1 (см. фиг. 1 и 2) установлена вставка 2, выполненная в виде крльца и создающая натяг при охлаж- . дещш, с термоизоляцией 3 и электроклеммами 4, и вставка 5, также выполненная .в.ввде кольца и создающая натяг при нагревании. Вставка 2 с наружной поверхности покрыта обратимой термо- .чувствительной краской 6.

Одни цилиндрические поверхности вставок неподвижно скреплень с телом резьбового элемента, а другие при определенных температурах являются продолжением резьбы элемента. Резьба колец выполнена методом деформации, (накаткой, штамповкой, ковкой и т.п.)

ИЗ заготовок, имеющих формы гладких колец.

При завинчивании резьбового элемента дополнительных сил трения в резьбе не возникает, так как-вставка 2, контрящая при нормальной температуре, примонтаже нагревается до температур мартенситного превращения за счет омического сопротивления электрическому току, подведе1шому от монтажного инструмента на электроклеммы .4. При этом вставка 2, как и вставка 5, имеет резьбовые поверхности, являющиеся продолжением резьбы болта, винта или гайки.

Для уменьшения тепловых потерь вставка 2 имеет термоизоляцию 3. Для удобства визуального контроля температуры нагрева вставки, находхпцейся под напряжением, применено покрытие обратимой 0 термочувствительной краской 6 с температурой перехода (изменения цвета), равной температуре окончания мартенситной трансформации. Таким образом, нагрев вставки 2 производят до изменения цвета краски, а при завинчивании или Свинчивании резьбового элемента также ориентируЕотся на цвет краски, который сигнализирует о состоянии резьбовой поверхности вставки, т.е. натяга в резьбовом соединении.

Стопорящее кольцо (вставка 2) выполнено так, что при повышенной температуре имеет -резьбовую поверхность, а при нормальной температуре и ниже резьбовая поверхность редуцируется в цилиндрическую.

Стопорящее кольцо (вставка 5) выполнено так, что при пониженной температуре имеет резьбовую поверхность, а при повышенной она редуцируется в цилиндрическую.

Таким образом, за счет эффекта восстановления первоначальной формы соз- дается соединение с большим натягом, и, следовательно, надежное стопорение во всем температурном диапазоне работы резьбового соединения.

Устройство отличается простотой конструкции, малыми габаритами и высокой надежностью стопорения во всем температурном диапеьзоне работы резьбового соединения.

формула изобретения

1. Самоконтрящийся резьбовой элемент, содержащий вставки из материала 573 с термомеханическойпамятью , редукция формы которых при их мартенситной трансформации при HarpeBaHHK или ох;1аж дении направлена на создание натяга в резьбовом соединении, отличаю™ щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности стопоренкя при нормальной температуре, вставка, выполненная из материала с температурой мартенситной трансформации выше нормальной, установлена у торца резьбового элемента и сгт делена от него и от другой вставки термоизоляцией, при этом на наружной поверхности вставки закреплены 1спем /1Ы для подвода электрического тока. 3 2. Элемеш- по п. 1, отличающийся тем, что вставка покрыта обратимой термочувствительной краской с температурой перехода, равной температуре конца мартенситной трансформации материала вставки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское св1щетельстве СССР по заявке № 233531 /25-27, кл. F 16 В 39/ОО, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке Кз 2449187/25-27, кл. F 16 В Зб/ОО, 1977.

фуг./

cpfja.