УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТОПОРЕНИЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ КОНТЕЙНЕРА

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использовано для стопорения резьбовых соединений крепления защитных крышек к корпусам контейнеров, предназначенных для транспортирования отработавшего ядерного топлива.
Известно устройство стопорения резьбовых соединений, соединяющих защитные герметизирующие крышки с корпусом контейнера для транспортирования отработавшего ядерного топлива, в частности контейнера ТУК-109T (патент №2510721, G21F 5/00, чертеж AT 749 разработки ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»). Устройство содержит стопорную шайбу с внутренней и наружной отгибной лапкой. Внутренняя лапка входит в отверстие на закрепляемой детали, а наружная лапка отгибается на грань гайки.
Недостатками известного устройства является то, что при затяжке гайки регламентным крутящим моментом весьма вероятно несовпадение наружной отгибной лапки с гранью гайки, что потребует дополнительной подтяжки увеличенным крутящим моментом, причем с постоянным визуальным контролем поворота гайки.
Кроме того, перед откручиванием гайки со шпильки отгибание лапок с граней гайки требует специального инструмента и определенных затрат времени, а при последующей затяжке применения новых стопорных шайб.
7
Известно устройство для стопорения резьбового соединения (см. патент РФ №2184285, МПК F16B 39/02, G21F 5/00), содержащее резьбовой стержень (шпильку), гайку и расположенную на гайке и зафиксированную от осевого перемещения и проворота стопорную шайбу из листового металлического материала, имеющую элементы зацепления, взаимодействующие с соответствующими элементами зацепления, выполненными на гайке и на конце резьбового стержня. Стопорная шайба выполнена пластической, а гайка имеет отверстие под пуансон для напрессовывания стопорной шайбы на концевой элемент зацепления шпильки (штырь) после затяжки гайки. Шпилька и гайка выполнены таким образом, что после затяжки гайки конец шпильки не выступает за опорную поверхность под стопорную шайбу на гайке.
Известное устройство работает следующим образом.
После установки защитной крышки на корпус контейнера на выступающие из отверстий крышки части шпилек, установленных в корпусе контейнера, навертывают гайки в сборе со стопорными шайбами. После затяжки гайки определенным крутящим моментом, через отверстие в гайке пуансоном осуществляют напрессовывание стопорной шайбы на штыри. При этом штыри, установленные на торце шпильки, прокалывают стопорную шайбу, зафиксированную в гайке, в результате чего и осуществляется стопорение резьбового соединения гайки со шпилькой.
При снятии крышки с корпуса контейнера к гайке прикладывают крутящий момент, который не меньше суммы моментов отвертывания гайки и прорыва стопорной шайбы.
К недостаткам известного устройства относится то, что при откручивании гайки вследствие того, что ее вертикальное перемещение равняется шагу резьбы при повороте на один оборот, то отхода стопорной шайбы от штырей при вращении гайки не будет, а под действием крутящего момента зафиксированная в гайке стопорная шайба будет разрываться по сечению с наименьшей жесткостью. Так как после напрессовывания стопорной шайбы на штыри пуансоном в местах сгибов жесткость материала шайбы возрастет вследствие изменения формы и наклепа, то при откручивании гайки наиболее вероятным местом разрыва стопорной шайбы, выполненной в виде креста, будут места присоединения лапок.
Вследствие этого, может возникнуть необходимость снятия остатка стопорной шайбы со штырей.
Кроме того, после каждого откручивания гаек необходимо проводить установку новых стопорных шайб в гайки.
Предлагаемая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в создании многократно используемого устройства для надежного стопорения резьбового соединения.
Для получения указанного технического результата в устройстве для стопорения резьбового соединения, содержащем, резьбовый стержень (шпильку), гайку, выполненную из двух разъемно соединенных частей с отверстием, по центральной оси стержня последовательно выполнены коническое и резьбовое отверстия. Верхняя часть гайки снабжена лапками с наружной и внутренней коническими поверхностями, размещенными в коническом отверстии шпильки, а в резьбовом отверстии шпильки установлен разжимной винт. Винт снабжен выступом с наружной конической поверхностью. Конические поверхности отверстия в шпильке, лапок и выступа нажимного винта выполнены с возможностью их взаимодействия при вертикальном перемещении нажимного винта. Углы наклона образующих конических поверхностей отверстия в шпильке, лапок и выступа нажимного винта не превышают угол трения для металлических поверхностей.
В частном случае исполнения на контактирующие конические поверхности нанесено гальваническое покрытие из мягкого металла, например меди, цинка или кадмия. Выполнение по центральной оси шпильки конического и резьбового отверстий, снабжение верхней части гайки лапками с наружной и внутренней коническими поверхностями, размещенными в коническом отверстии шпильки и установка в резьбовом отверстии шпильки разжимного винта, снабженного выступом с наружной конической поверхностью, выполнение конических поверхностей отверстия в шпильке, лапок и выступа нажимного винта с возможностью их взаимодействия при вертикальном перемещении нажимного винта, позволяют при отворачивании разжимного винта наружной конической поверхностью выступа, взаимодействующей с внутренней конической поверхностью лапок, раздвигать лапки и прижимать наружную коническую поверхность лапок к коническому отверстию шпильки, создавая натяг между ними. Возникающие при этом силы трения в конических поверхностях отверстия шпильки, лапок и выступа нажимного винта и сила трения в резьбовом соединении разжимного винта со шпилькой препятствуют самопроизвольному ввертыванию разжимного винта в шпильку при транспортировке контейнера и обеспечивают надежное стопорение резьбового соединения гайки со шпилькой. При ввертывании разжимного винта в шпильку коническая поверхность его выступа перемещается вниз и освобождает лапки верхней части гайки, ликвидируя натяг между ними и образуя зазор между коническими поверхностями шпильки, лапок и выступа нажимного винта, не препятствующий отвинчиванию гайки со шпильки. Тем самым создается возможность, многократного использования предлагаемого устройства для стопорения резьбового соединения гайки со шпилькой. Выполнение углов наклона образующих конических поверхностей отверстия в шпильке, лапок верхней части гайки и выступа нажимного винта не превышающих угол трения для металлических поверхностей, позволяют создать конусные прессовые соединения с натягом, обеспечивающие надежное самоторможение взаимодействующих конических поверхностей. Нанесение на контактирующие конические поверхности гальванического покрытия из мягкого металла, например меди, цинка или кадмия, позволяет избежать наклепа и сваривания посадочных конических поверхностей при циклических нагрузках.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируются чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - предлагаемое устройство в разрезе в зафиксированном положении гайки;
на фиг. 2 - предлагаемое устройство в разрезе в расфиксированном положении гайки.
Предлагаемое устройство (см. фиг. 1) содержит шпильку 1, ввернутую в корпус 2 контейнера, навернутую на шпильку 1 гайку 3, прижимающую защитную крышку 4 к корпусу 2. По центральной оси шпильки 1 выполнены коническое 5 и резьбовое 6 отверстия. К гайке 3 винтами 7 прикреплена верхняя ее часть 8, снабженная разрезными лапками 9, входящими в коническое отверстие 5. Концы лапок 9 снабжены коническими поверхностями, наружной 10 и внутренней 11. В резьбовое отверстие 6 ввернут разжимной винт 12, снабженный выступом 13 с наружной конической поверхностью 14. Коническая поверхность отверстия 5 шпильки 1, конические поверхности 10 и 11 лапок 9 и коническая поверхность 14 выступа 13 разжимного винта 12 выполнены с возможностью создания между ними или натяга, или зазора при вертикальном перемещении разжимного винта 12. При создании зазора разжимной винт 12 упирается своим торцом 15 в торец 16 конического отверстия 5. Выполнение углов наклона образующих конических поверхностей отверстия 5 в шпильке, лапок 9 гайки 3 и выступа 13 нажимного винта 12 не превышающих угол трения для металлических поверхностей, позволяют получить прессовые конусные соединения между ними и обеспечить надежное самоторможение взаимодействующих конических поверхностей.
Работа с предлагаемым устройством осуществляется следующим образом.
Разжимной винт 12 вворачивается в резьбовое отверстие 6 шпильки 1 до упора своим торцом 15 в торец 16 конического отверстия 5. Далее на шпильку 1 наворачивается гайка 3 в сборе с ее верхней частью 8. Вследствие того, что при нижнем положении разжимного винта 12 между коническими поверхностями отверстия 5 шпильки 1, коническими поверхностями 10 и 11 лапок 9 и конической поверхностью 14 выступа 13 разжимного винта 12 образуется зазор, то гайка 3 свободно наворачивается на шпильку 1.
После наворачивания регламентированным крутящим моментом гайки 3 на шпильку 1 разжимной винт 12 выворачивается из резьбового отверстия 6 и разжимает выступом 13 лапки 9, прижимая их к внутренней поверхности конического отверстия 5, образуя прессовые конусные соединения с натягом между шпилькой 1, лапками 9 гайки 3 и разжимным винтом 12. При этом величину требуемого натяга в получаемых прессовых конусных соединениях можно получить регламентацией или осевого перемещения разжимного винта 12, или крутящего момента при его вывертывании. Осевое перемещение разжимного винта 12 при этом измеряется произведением числа его оборотов на шаг резьбы отверстия 6.
Так как углы наклона образующих конических поверхностей отверстия 5 в шпильке 1, лапок 9 верхней части 8 гайки 3 и выступа 13 нажимного винта 12 не превышают угол трения для металлических поверхностей, то натяг в получаемых прессовых конусных соединениях обеспечивает надежное самоторможение взаимодействующих конических поверхностей и, следовательно, надежное стопорение гайки 3 на шпильке 1.
При необходимости снятия защитной крышки 4 с корпуса 2 контейнера разжимной винт 12 ввертывается в резьбовое отверстие 6 и отходящий вниз выступ 13 снимает натяг и образует зазор между коническими поверхностями отверстия 5 шпильки 1, коническими поверхностями 10 и 11 лапок 9 и конической поверхностью 14 выступа 13 разжимного винта 12, после чего гайка 3 откручивается со шпильки 1.