РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ (ВАРИАНТЫ)

Настоящая полезная модель относится к области машиностроения, к резьбовым крепежным средствам, а именно к классу стопорения винтов, болтов или гаек после завинчивания. Полезная модель может быть использована в промышленности для крепления деталей в условиях ударных нагрузок и вибрации при обработке металлов давлением, в частности, в штампах и блоках для горячей объемной штамповки.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является «Резьбовое соединение», патент №2059120. Данное соединение содержит установленный в соосных отверстиях соединяемых деталей болт с навинченной на него гайкой и размещенную под гайкой стопорную шайбу. Шайба представляет собой набор упругих колец, кромки которых направлены в сторону плоской поверхности присоединяемой детали, причем кромки внутреннего кольца направлены в сторону гайки, а наружного - в сторону головки болта.
Недостатком данного соединения является сложность конструкции, а именно, шайбы и низкая надежность при ударных нагрузках и вибрации вследствие малых поверхностей трения при контакте шайбы с гайкой и присоединяемой деталью.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение надежности соединения, работающего в условиях ударных нагрузок и вибрации.
Для реализации поставленной задачи в одном варианте резьбового соединения содержится установленный в соосных отверстиях соединяемых деталей болт и стопорящий элемент, выполненный в виде конусной шайбы, конусная поверхность которой сопрягается с конусной поверхностью, выполненной в соосном отверстии одной из соединяемых деталей, при этом между плоскими поверхностями шайбы и соединяемой детали остается зазор, а для зацепления шайбы с болтом на опорной поверхности шайбы и на опорной поверхности болта выполнены паз и выступ соответственно, кроме этого в отверстии другой соединяемой детали выполнена резьба для сопряжения с болтом.
В другом варианте резьбового соединения содержится установленный в соосных отверстиях соединяемых деталей болт и стопорящие элементы, выполненные в виде конусных шайб, конусные поверхности которых сопрягаются с конусными поверхностями, выполненными в соосных отверстиях соединяемых деталей, при этом между плоскими поверхностями шайб и соединяемых деталей остается зазор, на конец болта навинчена гайка, а для зацепления шайб с болтом и гайкой на опорной поверхности каждой шайбы выполнен паз, а на опорных поверхностях болта и гайки выполнены выступы.
На фиг.1 изображено резьбовое соединение, первый вариант;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - изображено резьбовое соединение, второй вариант.
Резьбовое соединение первого варианта представляет собой следующее.
Резьбовое соединение содержит соединяемые детали 1 и 2 с соосно выполненными в них под болт 3 отверстиями и стопорящий элемент, выполненный в виде конусной шайбы 4. На опорной поверхности шайбы 4 выполнен паз 5. На опорной поверхности болта 3 выполнен выступ 6.
В соосном отверстии соединяемой детали 1 выполнено конусное отверстие под конусную шайбу 4. Конусная поверхность шайбы 4 сопрягается с конусной поверхностью соединяемой детали 1.
В отверстии соединяемой детали 2 выполнена резьба для сопряжения с болтом 3.
Резьбовое соединение работает следующим образом.
Соединяемые детали 1 и 2 соответственно устанавливают друг на друга, совмещая при этом соосные отверстия под болт 3. Далее в конусном отверстии соединяемой детали 1 размещают конусную шайбу 4, сопрягая эти элементы по конусным поверхностям.
Конусная шайба 4 может быть выполнена с фланцем или без фланца. Если конусная шайба 4 имеет фланец, то между плоской поверхностью фланца конусной шайбы 4 и плоской поверхностью соединяемой детали 1 остается зазор Н. Наличие зазора обеспечивает полное сопряжение конусной шайбы 4 и соединяемой детали 1.
Далее в отверстие конусной шайбы 4 устанавливают болт 3, совмещают паз 5 шайбы 4 с выступом 6 болта 3 и завинчивают его в соединительную деталь 2. Паз 5 и выступ 6 обеспечивают надежное зацепление шайбы 4 и болта 3 и предотвращают проворачивание относительно друг друга.
Ширина паза 5 превышает ширину выступа 6 на величину 2Z, что компенсирует отклонение от соосности при выполнении конусной поверхности в детали 1 и резьбового отверстия в детали 2. Это предупреждает возникновение поперечных напряжений в болте 3, что повышает прочностные характеристики резьбового соединения.
Резьбовое соединение второго варианта представляет собой следующее.
Резьбовое соединение содержит соединяемые детали 1 и 2 с соосно выполненными в них под болт 3 отверстиями и стопорящие элементы, выполненные в виде конусных шайб 4. На опорной поверхности каждой конусной шайбы 4 выполнен паз 5, а на опорной поверхности болта 3 выполнен выступ 6. На конец болта 3 навинчена гайка 7, на опорной поверхности которой выполнен выступ 6, аналогичный выступу на болте 3.
В отверстиях соединяемых деталей 1 и 2 выполнены конусные отверстия под конусные шайбы 4. Конусная поверхность одной шайбы 4 сопрягается с конусной поверхностью соединяемой детали 1, конусная поверхность другой шайбы 4 сопрягается с конусной поверхностью соединяемой детали 2.
Принцип работы резьбового соединения в следующем.
Соединяемые детали 1 и 2 устанавливают друг на друга, совмещая при этом соосные отверстия под болт 3.
Далее в конусные отверстия соединяемых деталей 1 и 2 размещают конусные шайбы 4, сопрягая их по конусным поверхностям.
Конусные шайбы 4 могут быть выполнены с фланцем или без фланца. Если конусные шайбы 4 имеют фланец, то между плоской поверхностью фланца конусных шайб 4 и плоской поверхностью соединяемых детали 1 и 2 остается зазор Н. Наличие зазора обеспечивает полное сопряжение конусных шайб 4 и соединяемых деталей 1 и 2.
Далее в отверстие конусной шайбы 4 устанавливают болт 3, совмещая паз 5 шайбы 4 с выступом 6 болта 3, и наворачивают гайку 7, совмещая паз 5 шайбы 4 с выступом 6 гайки 7. Гайку 7 затягивают, происходит крепление соединяемых деталей 1 и 2.
Паз 5 каждой конусной шайбы и выступ болта 6 и гайки 7 обеспечивают надежное зацепление шайбы 4, болта 3 и гайки 7. Тем самым исключено проворачивание относительно друг друга.
Ширина паза 5 превышает ширину выступа 6 на величину 2Z, что компенсирует отклонение от соосности при выполнении конусных поверхностей в деталях 1 и 2. Это предупреждает возникновение поперечных напряжений в болте 3, что повышает прочностные характеристики резьбового соединения.
Использование заявляемого технического решения позволяет повысить надежность резьбового соединения в различных условиях работы за счет конусных поверхностей шайбы и соединительных деталей, обеспечивающих полное их сцепление, а также за счет наличия пазов и выступов на шайбах, болте и гайке, обеспечивающих надежность зацепления между элементами и предотвращение проворачивания относительно друг друга.