Самостопорящийся болт Советский патент 1982 года по МПК F16B39/36 

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано для сборки конструкций, работающих при знакопеременных, ударных нагрузках и .вибрациях, где необходимо надежное стопорение, особенно болтов большого диаметра. Известен резьбовой элемент, в разрезной конец которого установлен конический стержень. При затяжке резьбо вого элемента конус, упираясь в дно отверстия, разжимает разрезной конец резьбового элемента, создавая натяг в резьбовом соединении ГП. Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, так как оно может использоваться только для глухих отверстий. Наиболее близким к предлагаемому является самостопорящийся бблт, выполненный в виде пустотелого стержня с головкой и разрезной концевой час-. тью с размещенным п осевом отверстии иолта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью 2. Недостатком известного устройства является ограниченная область применения и низкая надежность самостопорения при знакопеременных, ударных нагрузках и вибрациях. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и повышение надежности самостопорения. Поставленная цель достигается тем, что самостопорящийся болт, выполненный в виде пустотелого стержня с головкой,и разрезной концевой частью с размещенным в конус;ной части осевого отверстия болта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью, снабжен штифтом, разжимной элемент выполне|н в виДе стержйя с конусным хвостовиком и поперечным сквозным пазом, а в основании головки болта также выполнен поперечный сквозной паз, причем ширина пазоз соответ- ствует диаметру штифта . 396 Половина разности углов конусного хвостовика разжимного элемента и конуса осевого отверстия в концевой час ти болта больше угла трения между раз жимным элементом и болтом, максимальный диаметр конусного хвостовика разжимного элемента превышает максимальный диаметр отверстия в концевой част болта на величину, большую величины удвоенного суммарного зазора в резьбе а расстояние между образующей штифта, опирающейся на соединяемые детали, и нижним торцом головки болта определяется по формуле leta-jVC) (Q/u)-2)sivid-2.-tg№+|-)(cosV/2-l) где S - расстояние между образующей штифта и нижним торцом головки болта; t - глубина, прорезей разрезной концевой части; А - суммарный зазор в витке резь0 - угол конуса конусного хвостовика разжимного элемента; 0 - угол конуса отверстия в концевой части болта; г - расстояние от точки к(нтакта конусного хвостовика разжимного элемента с отверстием болта до ближайшей образующей осевого отверстия; Р - приведенный параметр резьбы. На фиг. 1 изображен самостопорящийся болт, разрез (исходное положение) ; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1 (рабочее положение); на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. - узе I на фиг. 1 (увеличенное изображение витка резьбы в исходном положении и после натяга). Самостопорящийся болт имеет граненую головку 1 и резьбовой стержень 2. В теле болта имеется осевое отверстие 3, переходящее в конусное на конце резьбового стержня 2, на котором выполнены продольные прорези, образующие лепестки . В осевом отверстии 3 болта установлен подвижный разжимной элемент 5 с конусным хвостовиком ,6 на одном конце, а на другом конце в отверстие разжимного элемента 5 запрессован штифт 7, свободно проходящий че рез поперечный сквозной паз 8 болта и размеи1енный с возможностью взаимодействия с закрепляемой деталью 9. 6 Половина угла о/ конуса хвостовика б разжимного элемента 5 и половина разности углов конуса конусного хвостовика 6 разжимного элемента 5 (с) и конусного отверстия брлта (0) больше угла трения, а максимальный диаметр конусного хвостовика 6 разжимного элемента 5 больше максимального диаметра d конусного отверстия болта на величину, большую величины удвоенного суммарного зазора Д в витке резьбы. Расстояние S между, образующей штифта, опирающейся на деталь 9, и нижним Торцом головки 1 болта при соприкосновении конусного хвостовика .6 разжимного элемента 5 с .конусной частью отверстия болта, определенное по предлагаемой формуле, обеспечивает заданйый натяг между разжимаемыми лепестками и резьбовой поверхностью отверс ц детали, Например, для болтового соединения со следующими параметрами: резьба M20f2,5 (2-ой кл. точн.); мм; ,6 мм; , - размер S составит 6,А мм. Самостопорящийся болт работает следующим образом. При вворачивании болта разжимной элемент 5 со штифтом 7 перемещается до соприкосновения последнего с закрепляемой деталью 9. Штифт 7 упирается в деталь и ограничивает перемещение разжимного элемента 5. При дальнейшем вворачивании болта лепестки 4 надвигаются на конусный хвостовик 6, что приводит к упругой деформации лепестков. При этом создается натяг между витками резьбового соединения, что не дает болту отворачиваться при ударных нагрузках и вибрациях. Благодаря заданному соотношению углов конуса и максимальных диаметров конусного хвостовика разжимного элемента и конусного отверстия болта, вышеуказанные элементы в процессе сборки соединения взаимодействуют своими коническими поверхностями по окружности, являющейся основанием конического отверстия болта (т. е. по линии), а плечо 1 (фиг. 1) не изменяется, оставаясь максимальным. Ввиду этого дополнительное усилие, прилагаемое к головке болта при его затяжке и необходимое для разжима лепестков (т. е. для стопорения болта) является минимальным. Кроме того, заданное соотношение углов и диаметров конусного отверстия болта и конусного хвостовика разжимного элемента исключает заклинивание последнего при затяжке .болта и, следо вательно, позволяет уменьшить дополни тельное усилие, необходимое при разборке соединения. Надежность самостопорения болта обеспечивается выбором такого расстояния между образующей штифта и торцом головки болта, взаимодействующих с за крепляемой деталью (т. е. выбором такой длины рабочего хода болта относительно разжимного элемента), при кото ром обеспечивается заданный натяг меж ду разжимаемыми лепестками и резьбово поверхностью отверстия, в котором вви чен болт, при полной затяжке последнего. Таким образом, использование изобретения значительно повышает надежность самостопорения болта как в соединениях со сквозными, так и, с глухи ми резьбовыми отверстиями, где нет свободного доступа к резьбовому концу болта, а также сокращает время сборки и количество необходимых инструментов Формула изобретения 1. Самостопорящийся болт, выполненный в виде пустотелого стержня с головкой и разрезной концевой частью с размещенным в конусной части осевого отверстия болта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения надежности самостопорения, болт снабжен штифтом, разжимной элемент выполнен в виде стержня с конусным хвостовиком и поперечным сквозным пазом, а в основании головки болта также выполнен поперечный сквозной паз, причем ширина пазов соответствует диаметру штифта. 2. Болт по п. 1,отличающий с я тем, что половина разности углов конуса конусного хвостовика разжимного элемента и конуса осевого отверстия в концевой части болта больше угла трения между разжимным элементом и болтом, максимальный диаметр конусного хвостовика разжимного элемента превышает максимальный диаметр отверстия в концевой части болта на величину; большую величины удвоенного суммарного зазора в резьбе, а расстояние между образующей штифта, опирающейся на соединяемые детали, и нижним торцом головки болта определяется по формуле Sr 2EiQ()+(Q/2)- tsiW-atg-CV +f )(cos(/2-t) г ... где S - расстояние между об-разующей штифта и нижним торцом головки болта; I - глубина прорезей разрезной концевой части болта; А - суммарный зазор в витке резьбы;d - угол конуса конусного хвостовика разжимного элемента; G угол конуса отверстия в концевой части болта; г - расстояние от точки контакта конусного хвостовика разжимного элемента с отверстием болта до ближайшей образующей осевого отверстия; р - приведенный параметр резьбы. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе. . 1.Орлов П. И. Основы кон струироваия. Кн. 3, М., Машиностроение, 1972 . 3, рис. 61-IV. 2.Авторское свидетельство СССР 626261, кл. F 16 В 39/36, 1978 (прототип) ..I