ВИНТ С НЕВЫПАДАЮЩИМИ ДЕТАЛЯМИ
SCREW WITH CAPTIVE PARTS

Изобретение относится к области общего машиностроения, а именно к крепежным изделиям для разъемного винтового соединения деталей и сборочных единиц, и служит для предохранения соединений от потери винтов и шайб при снятии съемных деталей и сборочных единиц в процессе эксплуатации.
Известно резьбовое соединение [1], содержащее невыпадающий болт, шайбу и фиксирующий элемент в виде ступенчатой втулки с резьбовым отверстием и глухой проточкой, фиксирующий элемент которого устанавливается в гладкое ступенчатое отверстие присоединяемой детали. Недостатками данного соединения являются: выполнение в присоединяемой детали более сложного, по сравнению с гладким отверстием, отверстия строго заданной геометрии; низкая способность компенсации погрешностей выполнения межцентровых расстояний, координирующих оси отверстий под винты и, как следствие, назначение повышенной точности предельных отклонений межцентровых расстояний для этих отверстий.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является винт крепления крышки к корпусу оборудования [2], содержащий втулку, шайбу и пружинную шайбу, у которого стержень проходит через резьбовое отверстие в шайбе, имеющей возможность радиального перемещения во втулке. Данное крепление позволяет особенно для крышек больших размеров с большим числом точек крепления и расстояниями между ними назначать поля допусков для выполнения межцентровых расстояний, координирующих оси отверстий под винты, больше, чем при применении обычных невыпадающих винтов, проходящих через резьбовое отверстие в закрепляемой детали. Недостатком данного крепления является сложность способа монтажа: необходимо производить завальцовку шайбы в расширении втулки для ее удержания от осевого перемещения; для крепления втулки в крышке из металла требуется производить прессовую посадку, для которой необходимо выполнение высокой точности обработки сопрягаемых деталей для получения натяга либо применение паяного соединения, или же в случае с крышкой из пластмассы применение клеевого соединения, что требует использования специального технологического оборудования (пресс, паяльник) и дополнительных расходных материалов (припой, клей).
Задача изобретения - упрощение способа монтажа винтов с невыпадающими деталями, обеспечивающими улучшение условий собираемости деталей и сборочных единиц за счет компенсации погрешностей выполнения межцентровых расстояний, координирующих оси отверстий под винты.
Поставленная задача достигается тем, что, винт снабжен втулкой, имеющей плавающую установку в отверстие закрепляемой детали, втулка имеет кольцевой буртик, прорезь и формовки сферической формы, удерживающие винт, состоящий из головки, гладкой и резьбовой частей, во втулке, обеспечивая тем самым в сопряженном состоянии взаимное предохранение от выпадения винта и втулки, а также шайб, надетых на винт, из отверстия закрепляемой детали или сборочной единицы, при этом сопряжение винта со втулкой производится за счет упругой деформации втулки и не требует применения какой-либо технологической оснастки или оборудования.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен винт с невыпадающими деталями в аксонометрии;
на фиг.2 - винт с невыпадающими деталями в разрезе в аксонометрии;
на фиг.3 - втулка в разрезе в аксонометрии.
Винт 1 с невыпадающими деталями содержит подкладную 2 и пружинную 3 шайбы и втулку 4. Винт 1 выполнен в форме стержня с резьбовой частью 5 на одном конце, с головкой 6 - на другом, а между резьбовой частью и головкой винта на стержне выполнена гладкая часть 7 диаметром, равным среднему арифметическому значению среднего и внутреннего диаметров резьбы. Втулка 4 имеет на одном крае кольцевой буртик 8, диаметр которого больше диаметра отверстия в детали или сборочной единице, предназначенного для установки винта. Диаметр наружной поверхности 9 втулки 4 без кольцевого буртика 8 соответствует внутренним диаметрам подкладной 2 и пружинной 3 шайб, обеспечивая их свободную посадку на наружную поверхность 9 втулки 4, диаметр внутренней поверхности 10 втулки 4 выполнен так, что обеспечивается сводный проход через него резьбовой части 5 винта 1. На втулке 4 в продольном направлении по оси симметрии выполнена прорезь 11, а со стороны, противоположной кольцевому буртику 8 симметрично прорези 11, выполнены две формовки 12 сферической формы, обращенные выступающими частями внутрь втулки, так что расстояние D между ними равно среднему диаметру резьбы винта (см. фиг.3). Длина втулки 4 до кольцевого буртика 8 выполнена равной суммарной толщине детали, через которую проходит винт 1, толщине подкладной шайбы 2 и половине толщины пружинной шайбы 3. Длина резьбовой части винта 1 равна расстоянию от кольцевого буртика 8 втулки 4 до формовок 12 сферической формы.
Монтаж винта с шайбами и втулкой производится следующим образом. На гладкую часть 7 винта 1 надеваются пружинная 3 и подкладная 2 шайбы так, чтобы пружинная шайба 3 оказалась между головкой 6 винта 1 и подкладной шайбой 2. Затем винт 1 вводится резьбовой частью 5 в отверстие закрепляемой детали или сборочной единицы, после чего втулка 4 стороной с формовками 12 надевается на резьбовую часть 5 винта 1 с усилием, направленным вдоль оси винта 1, при этом винт 1 резьбовой частью 5 давит на формовки 12 сферической формы и осевое усилие, передаваясь по нормали от винта 1 через формовки 12, разжимает втулку 4, чему способствует прорезь 11. После того как резьбовая часть 5 винта 1 пройдет формовки 12 втулки 4, втулка под действием упругих свойств материала сожмется и расстояние между формовками 12 снова станет равным среднему диаметру резьбы. В таком состоянии втулка 4 и винт 1 с надетыми на него шайбами взаимно удерживают друг друга от выпадения из отверстия закрепляемой детали или сборочной единицы, т.к. при движении винта 1 в направлении головки 6 он расширяющейся резьбовой частью 5 давит на формовки 12 втулки 4 и тянет ее за собой, при этом втулка 4 кольцевым буртиком 8 упирается в деталь или сборочную единицу и тем самым препятствует выпадению винта 1. Аналогично, при движении втулки 4 в направлении кольцевого буртика 8 она своими формовками 12 упирается в расширяющуюся резьбовую часть 5 винта 1 и тянет его за собой вместе с шайбами, в результате чего винт 1 через шайбы головкой 6 упирается в деталь или сборочную единицу и тем самым препятствует выпадению втулки 4. Демонтаж винта 1 производится следующим образом: при приложении осевого усилия ко втулке 4 она давит формовками 12 сферической формы на расширяющуюся резьбовую часть 5 винта 1 и осевое усилие, передаваясь по нормали от винта через формовки 12, разжимает втулку, чему способствует прорезь 11. После того как формовки 12 втулки 4 пройдут резьбовую часть 5 винта 1, втулка под действием упругих свойств материала сожмется и расстояние между формовками 12 снова станет равным среднему диаметру резьбы, при этом винт 1 и втулка 4 выйдут из зацепления, после этого шайбы могут быть сняты с винта 1.
Таким образом, сопряжение винта с подкладной, пружинной шайбами и втулкой производится за счет упругой деформации втулки и не требует при монтаже и демонтаже применения какой-либо технологической оснастки или оборудования.
Благодаря наличию широкой опорной поверхности подкладной шайбы 2 с одной стороны отверстия закрепляемой детали или сборочной единицы и кольцевого буртика 8 на втулке 4 с другой стороны отверстия, винт с невыпадающими деталями надежно удерживается в отверстии с увеличенным зазором между втулкой 4 и стенками отверстия, что позволяет компенсировать погрешности выполнения межцентровых расстояний, координирующих оси отверстий под винты.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1681076 A1, кл. F16B 41/00, 30.09.1991.
2. Патент DE 4131779 A1, кл. F16B 41/00, 25.03.1993.