Стопорное устройство Советский патент 1980 года по МПК F16B39/28 

(54) СТОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для стопорения резьбовых соединений от самоотвкнчивания.

Известно стопорное устройство, содержащее скрепляемые детали, винт; гайку к. По крайней мере, один фиксирующий элемент, выполненный в виде установленного в торцовом углублении на одной из резьбовых деталей пальца с головкой, взаимодействующей с деформируемой перемычкой П1.

Недостажом устройства является то,,что при деформации перемычки коническим фиксирующим элементом, перемычка упруго югибается как балка, у которой защемлен один конец. При таком перемещении перемычки возникают избыточные напряжения витков, что приводит к понижению прочности и надежности стопорения.

Наиболее близким техническим решением является стопорное устройство, включающее виит, гайку и фиксирующий элемент, взаимодействующий с выполненной со стороны резьбы одной из упомянутых резьбовых деталей

упруго деформируемой перемычкой, образованной замкнутым в поперечном сечении пазом 2.

Недостаток стопорного устройства заключается в том, что замкнутый паз выполнен на всей длине,вследствие чего понижается прочность и надежность стопорения. Это объясняется тем, что в резьбовых соединениях обычной конструкции нагрузка между витками резьбы расщ)еделяетс.я неравномерно. Первые витки резьбы, расположенные у опорной поверхности

to гайки, Нагружены гораздо больше, чем послеЯуйэщие. При стоПорении фиксирующим элементом, нагруженные первые витки резьбы воспринимают помимо осевой и радиальную нагрузку, что отрицательно сказывается как

15 на прочности, так и на надежности стопорения.

Цель изобретения - повьпиение прочности и надежности стопорения.

Указанная цель достигается тем, что в стопорном устройстве; включающем винт, гай20ку и фиксирующий элемент, взаимодействующий с выполненной со стороны резьбы одной из упомянутых резьбовых деталей упруто деформируемой перемычкой, образованной

амкнутым в поперечном сечении пазом, упоянутый паз ограничен по длине резьбовой ; етали прорезью, перпендикулярной оси резьбы, фиксирующий элемент выполнен в виде пальа с головкой, взаимодействзтощей с перемьлой. Паз выполнен концентричным резьбе, а фиксирующий элемент - с эксцентричной головкой, взаимодействующей с перемычкой.

С целью повышения технологичности, паз выполнен в виде трех пересекающихся цилиндов. Паз выполнен с коническими рабочими поверхностями, а фиксирующий элемент - с концентрической головкой, взаимодействующей с перемь1чкойг

На фиг. 1 изображено стопорение гайки с помощью фиксирующего элемента с эксцентричной самотормозящейся головкой, в аимодействующей с деформируемым участком, выполненным в гайке; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - стопорение малогабаритной гайки с помощью фиксирующего элемента с эксцентричной самотормозящейся головкой, взаимодействующей с деформируемым участком, выполненным в корпусе вала; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - стопорение гайки фиксирующим элементом с эксцентричной самотормозящейся головкой, взаимодействующей с деформируемым участком, образованным поперечным надрезом и комбинацией трех отверстий, просверленных до встречи с поперечным надрезом; на фиг. 6 вид слева На фиг. 5; на фиг. 7 - стопорение гайки фиксирующим элементом в виде виита с конической головкой, взаимодействзпющей с конической поверхностью деформируемого y aCTka, полученного поперечным надрезом и комбинацией трех продольных отверстий, просверленных до встречи с поперечным надрезом, причем среднее из отверстий является коническим; на фиг. 8 - вид слева на фиг1 7. Фиксирующие элементы, согласно предлагаемому изобретению, выполняются из углеродистой стали, поддающейся закалке, а поверхности деформируемых з астков, взаимодействующие с ronoBKavffl фиксируюидах элементов, также желательно упрочнить, например, закалкой на ТВЧ.

На фиг. 1 и 2 показано стопорное устройство, содержащее пшиндель 1 с резьбой, регулировоадую гайку 2, фиксирующий элемент 3 с гладкой эксцентричной самотормозящейся головкой и щестигранником 4 под ключ,причем элемент 3 закален до необходимой тверг дости, обеспе ивающей ; его долговевдость. Гайка 2 взаимодействует с упорным подшипником 5. В корпусе гайки 2 выполнена выемка с деформируемой стенкой 6, полученной за счет поперечного относительно оси резьбового соединения надреза 7, например, с помощью

прорезной фрезы и продольного До встречи с поперечным надрезом 8, выполненного, например, с помощью пальцевой фрезы и расположенного симметрично относительно отверстия

9, предназначенного для хвостовика фиксирующего элемента 3. Ширина продольного надреза 8 должна быть такой, чтобы можно было свободно установить фиксирующий. элемент в отверстие 9 в положении, когда линия эксцентриситета головки элемента расположена по горизонтали, а длина его должна обеспечивать упругую деформацию CTeHkn 6 при повороте фиксирующего элемента эксцентриситетом вниз с помощью ключа усилием, не превы- .

щающем затягивание болтов и гаек.

На фиг. 3, 4 , 5 и 6 показано стопорение также с помощью фиксирующего элемента с гладкой упрочненной эксцентричной и самотормозящейся головкой. Поверхность головки

фиксирующего элемента образрвана вращением прямой линии вбкруг ее продольной оси и взаимодействует с деформируемой стенкой выемки, выполненной на торце той же резьбовой детали.. .

На фиг. 3 и фиг. 4 показано стопорное устройство, содержащее консольный вал 10 с резьбой на конце и деформируемым участком 11, полученным за счет поперечного надреза 12, продольного надреза 13 до встречи с надрезом

12 и сверления 14 также до встречи с надрезом 12, причем диаметр сверления 14 должен быть таким, чтобы можно бьшо с некоторым усилием установить фиксирующий элемент 15 с эксцентричной самотормозящейся головкой

и щестигранником 16 под ключ, хвостовиком в отверстие 17 в положении, когда линия эксцентриситета головки находится по горизонтали. Центр отверстия 17 смещен относительно

центра сверления И на величину меиьщую или рав,ную эксцентриситету головки фиксирующего элемента в сторону деформируемогоучастка 11. На резьбу консольного вала устанавливается мало; габаритная гайка 18 для закрепления щестерни 19. Доступ к стопорному устройству осущестрляется через окно в корпусе 20, например , редуктора, закрытое крыщкой 21.

На фиг. 5 и фиг. 6 показано стопорное устройство с теми же элементами, что и на фиг: 1 и фиг. 2. Отличием является способ выполнения деформируемой стенки 22, которая получается за счет поперечного надреза 23, например прорезной фрезой при радиальной подаче заготовки, и продольного надреза за счет трех сверлений до встречи с поперечным надрезом 23, при этом среднее сверление 24 должно быть такого диаметра, чтобы Можно было свободно вставить хвостовик фиксир}тощего элемента 3 в отверстие 9, в положении, когда линия эксцентриситета будет по горизонтали, при этом центр последнего смещен относительн центра сверления 24 на величину меньшую или равную эксцентриситету головки фиксирующег элемента в сторону деформируемой стенки 22 Два боковые сверления 25 могут быть выполнены меньшего диаметра по сравнению со средним и пересекаться с ним. Сверления 25 предназначены для образования тонких перемычек 26 деформируемой стенки 22 и сверлятся на глубину до встречи с поперечным надрезом 23. Такое выполнение деформируемой стенки 22 меньше ослабляет тело гайки и увеличивает площадь контакта головки фиксирующего элемента 3 с поверхностью деформируемой стенки, что уменьшает удельное давление и повышает долговечность стопорного устройства. На фиг. 7 и фиг. 8 приведено стопорное ус ройство аналогичное показанному на фиг. 5 и фиг. 6. Отличием является то, что фиксирую ший элемент 27 выполнен в виде винта с конической головкой, а среднее сверление 28 выполнено коническим соответственно головке при этом на хвоЬтовике. элемента 27 нарезана резьба, а резьбовое отверстие 29 под хвостовик концентрично коническому сверлению 28. Работа стопорного устройства по фиг. 1 и фиг. 2 происходит следующим образом. Перед навинчиванием гайки 2 на шпиндель 1, необходимо установить на гайку фиксирующий элемент 3 его хвостовиком в отверстие 9 так, чтобы линия эксцентриситета его головки находилась по горизонтали и затем повернуть ключом головку элемента эксцентрисите-; том вверх до упора в верхнюю поверхность паза 8. При этом фиксируюш 1Й элемент 3 будет удерживаться от выпадания из отверстия 9 за счет сил трения между головкой элемента и поверхностью паза 8. После этого гайка 2 навинчивается на шпиндель 1 и после регулировки, например упорного подшипника 5, фиксируется от самоотвинчивания путем поворота до откаэа фиксирующего элемента 3 по или против часовой стрелки с помощь ключа, установленного в шестигранное отверстие 4. При этом эксцентричная головка элемента 3 своей .поверхностью деформирует участок 6 и выберет зазор в резьбовом соединении в зоне участка 6, а при дальнейшем повороте элемента 3, эксцентричный относитель но головки хвостовик поднимет радиально вверх всю гайку 2 и полностью заклинит ее на шпинделе I. Выбором положения поперечного надреза 7 вдоль оси гайки, можно избавиться от перекоса гайки при ее стрпорении. Поскольку эксцентричная головра фиксирующего элемента 3 выполнена самотормозящей736ся, т.е. -g- SOj где о - наружный диаметр головки, а 6- - эксцентриситет, то расстопорить сбединение можно только с помощью ключа, поворачивая фиксирующий элемент в обработанную сторону по сравнению с направлением поворота при стопорении. Поворот осуществляют до упора головки элемента в верхнюю поверхность паза 8. Поворот элемента 3 в любую сторону при фиксации Ьозможен потому, что участок, образованный верхней поверхностью паза 8 и наружным диаметром гайки, обладает упругостью. Это создает удобство в работе, так как нет необходимости думать в какую сторону поворачивать фиксирующий элемент 3, чтобы застопорить соединение. Па фиг. 3 и фиг. 4 показана часть узла, например редуктора, где шестерня 19 закреплена на валу 10 с помощью малогабаритной гайки 18, расположенной в расточке шестерни 19. Поэтому доступ к гайке затруднен. Здесь невозможно поставить ни известные деформируемые шайбы, ни выполнить гайку клеммной, так как она малогабаритная т.е. известными способами застопорить гайку трудно. Поэтому здесь рационально применить предлагаемое стопорное устройство. При этом фиксирующий элемент 15 установлен своим хвостовиком в отверстие 17 с нскотЬрым усилием, чтобы исключить случайное его выпадание, когда резьбовое соединение расстопорено. Линия эксцентриситета головки элемента должна бь1ть по горизонтали эксцентриситетом в сторону надреза 13. При повороте элемента ключом, установленным в шестигранное отверстие 16, по часовой стрелке (так обычно затягиваются болты и гайки, т.е. движение привычное для рабочего), деформируемый участок 11 поднимается вверх и заклинивает гайку 18 на резьбе вала 10. При расстопорении резьбового соединения, необходимо элемент 15 с помощ;ью. ключа повернуть в обратную сторону.в исходное положение. Работа стопорного устройства по фиг. 5 и фиг. 6 аналогична работе по фиг. 1 и фиг. 2. Для предотвращения выпадания элемента 3 из отверстия 9 в расстопоренном состоянии необходимо либо раскернить торец хвостовика элемента 3, предварительно предохранив его от закалки, либо после расстопаривания соединения, снова повернуть со значительным усилием головку элемента 3 до контакта с поверхностью деформируемой стенки 22, при этом элемент 3 будет удерживаться от выпадания за счет сил трения. Стопорение по фиг. 7 и фиг. 8 происходит за счет ввинчивания хвостовика фиксирующего элемента 27 в резьбовое отверстие 29, при этом коническая головка элемента - входит в коническое сверление 28 и деформирует ттенку 22 за счет тонких перемычек 26, пол ченшх с помощью сверлений 25. При этом резьбовое соединение стопорится. Коническая поверхность элемента 27 предотвращает его самоотвинчив ание. Преимущество предлагаемого стопорного устройства-по сравнению с известным заключается в: возможности изготовлять фиксирую щие элементы без резьбы на эксцентричных головках, что позволяет легко изготовлять их на станках-автоматах, выполнив эксцентри ные цанги; возможности легко подвергать закалке фиксирующие элементы, что увеличивает их долговечность; возможности быстро фиксировать соединение, не думая о направле нии вращения фиксирующего элемента, либо вращать его в привычном направлении, как болты и гайки; увеличении площади контакта фиксирующего элемента с деформируемым участком, что уменьщает удельные давления и износ; возможности компенсировать неперпендикулярность гаек. Все это повышает долговечность и расширяет область применения стопорного устройства. Формула изобретения I. Стопорное устройство, содержащее винт, гайку и фиксирующий элемент, взаимодейст0uB:i , 73 . ,g вующий с выполненной со стороны резьбы одной из упомянутых резьбовых деталей упруго деформируемой перемычкой, образованной замкнутым в поперечном сечении пазом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности и надежности стопорения, упомянутый паз ограничен по длине резьбовой детали прорезью, перпендикулярной оси резьбы а фиксирующий элемент выполнен в виде пальца с головкой, взаимодействующей с перемычкой. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что паз выполнен концентричным . , а фиксирующий элемент - с эксцентричной головкой, взаимодействующей с перемычкой.. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения технолЬгичности, паз выполнен в виде, по крайней мере, трех пересекающихся цилиндров. 4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что цаз выполнен с коническими рабочими поверхностями, а фиксирующий элемент - с концентрической головкой, взаимодействующей с перемычкой. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 362153 л. F 1 В 37/04, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 495457 л. F 16 В 39/28, 1976. фие.З Фиг.5 /р 25 2k V/ / М фие. 3 5 Фие.б

27 гв 2529

26 Z 27

as

Фие.г

Фив.в