Гайка с регулятором усилия затяжки
NUT WITH TIGHTENING FORCE REGULATOR

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных узлах резьбового крепления узлом деталей машин и механизмов.
Известна гайка, состоящая из внутреннего элемента с резьбой и наружного элемента с поверхностью под шестигранный ключ с возможностью совместного завинчивания и отвинчивания (Патент РФ на полезную модель №34980 F16B 41/00, от 20.12.2003).
Недостатком этой гайки является то, что при ее затягивании усилие не регулируется, что приводит к повреждению резьбы и снижению надежности крепежа. Кроме того, при недостаточном усилии завинчивания гайки происходит ее самопроизвольное отвинчивание.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является гайка с регулятором усилия затяжки, состоящая из внутреннего элемента с резьбой и наружного элемента с поверхностью под шестигранный ключ с возможностью совместного завинчивания и отвинчивания, при этом внутренний элемент с резьбой выполнен в виде катушки с буртиками, на цилиндрическую часть которой напрессован наружный элемент с поверхностью под ключ, который изготовлен из упругого фрикционного материала в виде кольца с возможностью смещения относительно цилиндрической части, при этом на наружном элементе выполнена канавка, в которой размещен с определенным натягом регулятор усилия затяжки гайки по резьбе копирующего боковыми поверхностями стенки канавки, выполненной с клиновидным профилем и облицованной металлическими шайбами, в которые упирается разрезное кольцо (Патент РФ на изобретение №2581977 F16B 37/00, от 20.04.2016).
Недостатком известной гайки с регулятором усилия затяжки является то, что она не надежна из-за изнашивания упругих фрикционных стенок канавки металлическими шайбами, которые в процессе эксплуатации гайки смещаются друг относительно друга в осевом и радиальном направлении, особенно под воздействием динамических нагрузок.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и долговечности гайки.
Техническая задача совпадает с техническим результатом и достигается тем, что в гайке с регулятором усилия затяжки, состоящей из внутреннего элемента с резьбой и наружного элемента с поверхностью под шестигранный ключ с возможностью совместного завинчивания и отвинчивания, при этом внутренний элемент с резьбой выполнен в виде катушки с буртиками, на цилиндрическую часть которой напрессован наружный элемент с поверхностью под ключ, который изготовлен из упругого фрикционного материала в виде кольца с возможностью смещения относительно цилиндрической части, при этом на наружном элементе выполнена канавка, в которой размещен с определенным натягом регулятор усилия затяжки гайки по резьбе, который имеет вид разрезного кольца, копирующего боковыми поверхностями стенки канавки, выполненной с клиновидным профилем и облицованной металлическими шайбами, в которые упирается разрезное кольцо согласно изобретению, металлические шайбы в нижней части связаны упругими стальными дугообразными перемычками.
Выполнение металлических шайб в нижней части связанными упругими стальными дугообразными перемычками обеспечивает повышение надежности и долговечности гайки за счет надежного создания давления со стороны разрезного кольца на кольцо из упругого фрикционного материала, исключает самопроизвольное раскручивание гайки и предохраняет от разрушения стенки канавки металлическими шайбами, которые не смещаются друг относительно друга за счет того, что связаны упругими стальными дугообразными перемычками. Дугообразная форма перемычек обеспечивает развал металлических шайб при регулировании усилия затяжки посредством разрезного кольца.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид гайки.
Гайка с регулятором усилия затяжки состоит из внутреннего элемента с резьбой 1 и наружного элемента с поверхностью 2 под шестигранный ключ с возможностью совместного завинчивания и отвинчивания. Внутренний элемент с резьбой 1 выполнен в виде катушки 3 с буртиками 4, на цилиндрическую часть которой напрессован наружный элемент с поверхностью 2 под ключ из упругого фрикционного материала в виде кольца 5 с возможностью смещения относительно цилиндрической части. Катушка 3 имеет поверхности 6 под ключ, расположенные на буртиках 4. В качестве упругого фрикционного материала используют, например, жесткую резину.
На наружном элементе выполнена канавка 7, в которой размещен с определенным натягом регулятор усилия затяжки гайки по резьбе 1. Регулятор усилия затяжки гайки выполнен в виде разрезного кольца 8, которое копирует боковыми поверхностями стенки канавки 7, выполненной с клиновидным профилем и облицованной металлическими шайбами 9, в которые упирается боковыми поверхностями разрезное кольцо 8. Металлические шайбы 9 в нижней части связаны упругими стальными дугообразными перемычками 10.
Прорезь 11 разрезного кольца 8 обеспечивает возможность разжатия или сжатия кольца по внутреннему диаметру, за счет чего обеспечивают регулировку усилия затяжки гайки по резьбе 1 при ее завинчивании. При создании необходимого усилия на разрезное кольцо 8 оно принимает определенную форму с изменением своей геометрии, что позволяет воздействовать на тело упругого фрикционного материала изнутри, и которое за счет клиновидного профиля поверхностей канавки 7 увеличивает давление на стенками катушки 3 и наружной поверхностью кольца 5. В результате увеличивается сила трения между этими поверхностями, а следовательно, увеличивается момент затяжки гайки по резьбе. Кроме того, клиновидные стенки канавки 7 с помощью металлических шайб 9, в которые упирается металлическое разрезное кольцо 8, более надежно обеспечивают деформацию наружного элемента. Металлические шайбы, в нижней части связанные упругими стальными дугообразными перемычками, исключают взаимное смещение, предохраняют от износа кольца 5, а следовательно, повышают долговечность изделия в целом. Кроме того, исключается самопроизвольное раскручивание гайки, особенно при динамических нагрузках, действующих на изделие в процессе эксплуатации.
Во время завинчивания гайки при достижении требуемого усилия, которое задают экспериментальным путем при изготовлении гайки за счет усилия напрессовки кольца 5 на катушку 3 и регулятора усилия затяжки гайки (в процессе эксплуатации и изготовления), происходит проскальзывание кольца 5 относительно катушки 3. Это является предупреждением о прекращении завинчивания. В таком положении гайка надежно удерживает крепежные поверхности от смещения. При этом во время завинчивания гайки используют ключ, охватывающий только поверхность 2 катушки 3. При отвинчивании гайки (в случае большого сопротивления резьбы) ключом охватывают дополнительно поверхности 6 под ключ на буртиках 4 катушки 3.
Таким образом, обеспечивается надежность и долговечность гайки за счет того, что металлические шайбы в нижней части связаны упругими стальными дугообразными перемычками, исключающими взаимное проскальзывание и износ. Кроме того, повышается точность регулирования усилия затяжки гайки. При этом усилие затяжки гайки можно регулировать как в процессе ее изготовления, так и в процессе эксплуатации.