RU115845U1 - HEX NUT WITH GEAR CORRECTION OF THE SUPPORT SURFACE OF DIFFERENT STRENGTH CLASSES - Google Patents
HEX NUT WITH GEAR CORRECTION OF THE SUPPORT SURFACE OF DIFFERENT STRENGTH CLASSES Download PDFInfo
- Publication number
- RU115845U1 RU115845U1 RU2011153823/12U RU2011153823U RU115845U1 RU 115845 U1 RU115845 U1 RU 115845U1 RU 2011153823/12 U RU2011153823/12 U RU 2011153823/12U RU 2011153823 U RU2011153823 U RU 2011153823U RU 115845 U1 RU115845 U1 RU 115845U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nut
- strength
- tempering
- thread
- carbon
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
1. Гайка шестигранная с зубчатым рифлением опорной поверхности различных классов прочности в виде шестигранного корпуса с резьбой диаметром от 6 до 48 мм в центральном сквозном отверстии вдоль продольной оси и с заданными механическими характеристиками, изготовленная способом объемной штамповки заготовки из углеродистых и легированных сталей, отличающаяся тем, что рифление выполнено только на одной опорной поверхности в виде 24…36 зубчатых выступов в форме прямоугольного треугольника, меньший угол которого направлен по ходу закручивания, расположенных равномерно по вписанной окружности и имеющих высоту 0,15…0,8 мм. ! 2. Гайка по п.1, отличающаяся тем, что изделие класса прочности 5 и 6 всех типоразмеров резьбы изготавливают из стали, содержащей углерода не более 0,37%, без осуществления закалки и отпуска гайки. ! 3. Гайка по п.1, отличающаяся тем, что изделие класса прочности 8…12 всех типоразмеров резьбы изготавливают из стали, содержащей углерода не более 0,58%, с осуществлением закалки и отпуска гайки. ! 4. Гайка по п.1, отличающаяся тем, что изделие класса прочности 8 с диаметром резьбы до 16 мм включительно изготавливают из стали, содержащей углерода не более 0,37%, без осуществления закалки и отпуска гайки. ! 5. Гайка по п.4, отличающаяся тем, что изготовлена из заготовки с пределом текучести после горячей прокатки не менее 360 Н/мм2. ! 6. Гайка по п.1, отличающаяся тем, что изготовлена с нанесением защитного покрытия поверхности. 1. Hexagon nut with toothed corrugation of the bearing surface of various strength classes in the form of a hexagonal body with a thread with a diameter of 6 to 48 mm in the central through hole along the longitudinal axis and with specified mechanical characteristics, made by forging a workpiece from carbon and alloy steels, characterized by that the corrugation is made only on one supporting surface in the form of 24 ... 36 toothed protrusions in the form of a right-angled triangle, the smaller angle of which is directed along the twisting course, located evenly along the inscribed circle and having a height of 0.15 ... 0.8 mm. ! 2. A nut according to claim 1, characterized in that the product of strength class 5 and 6 of all standard thread sizes is made of steel containing no more than 0.37% carbon, without quenching and tempering the nut. ! 3. A nut according to claim 1, characterized in that the product of strength class 8 ... 12 of all standard thread sizes is made of steel containing no more than 0.58% carbon, with quenching and tempering of the nut. ! 4. A nut according to claim 1, characterized in that the product of strength class 8 with a thread diameter up to 16 mm inclusive is made of steel containing no more than 0.37% carbon, without quenching and tempering the nut. ! 5. A nut according to claim 4, characterized in that it is made of a billet with a yield point after hot rolling of at least 360 N / mm2. ! 6. A nut according to claim 1, characterized in that it is made with a protective surface coating.
Description
Полезная модель относится к области машиностроения, приборостроения, строительства и других отраслей, где используются резьбовые соединения с применением шестигранных гаек типа болт-гайка, болт-шпилька, винт-гайка, в которых шестигранная гайка с гладкой опорной поверхностью заменена шестигранной гайкой с зубчатым рифлением опорной поверхности, что позволяет создать резьбовое соединение с пониженной склонностью к вибрационному раскручиванию (самопроизвольному ослаблению резьбового соединения).The utility model relates to the field of mechanical engineering, instrument making, construction and other industries where threaded connections are used using hexagon nuts such as bolt-nut, bolt-pin, screw-nut, in which a hexagonal nut with a smooth bearing surface is replaced by a hexagonal nut with gear bearing surface, which allows you to create a threaded connection with a reduced tendency to vibrational unwinding (spontaneous loosening of the threaded connection).
Безаварийная работа техники определяется уровнем прочности и качеством применяемого резьбового соединения, поэтому все резьбовые крепежные детали машин и механизмов должны быть надежно застопорены от самоотвинчивания во избежание поломки деталей узлов и агрегатов. Особенно актуальна эта задача для узлов, работающих в условиях вибрации и циклических нагрузок.The trouble-free operation of the equipment is determined by the level of strength and quality of the threaded connection used, therefore, all threaded fasteners of machines and mechanisms must be reliably locked against self-unscrewing in order to avoid breakage of parts of assemblies and assemblies. This task is especially relevant for nodes operating in conditions of vibration and cyclic loads.
Существует большая разновидность крепежных деталей, обеспечивающих стопорение, принципы которого основаны на способах упругого, фрикционного, и другого взаимодействия. Особое место занимают конструктивные отличия опорных поверхностей гайки, направленные на создание повышенного трения в соприкасающихся поверхностях.There is a large variety of fasteners that provide locking, the principles of which are based on methods of elastic, frictional, and other interactions. A special place is occupied by the structural differences of the nut bearing surfaces, aimed at creating increased friction in the contacting surfaces.
Известна гайка («Болтовое соединение», а.с. СССР №218571, кл.47а, 12, опубликовано 1968 г.) на торцевой поверхности которой для повышения надежности соединения выполнены зубцы, при этом острые кромки зубцов направлены по касательной к ее резьбовому отверстию.A nut is known (Bolt connection, USSR AS No. 218571, class 47a, 12, published 1968) on the end surface of which teeth are made to increase the reliability of the connection, while the sharp edges of the teeth are directed tangentially to its threaded hole .
Известна гайка («Способ болтового соединения деталей», а.с. СССР №1795162, F16B 5/02, F16B 39/282, опубликовано 1993 г.), в которой для повышения надежности стопорения и фиксации деталей от перемещения, гайка выполнена за одно со стопорным элементом в виде пирамидальных выступов (зубцов) с углом при вершине 30…90°, которые расположены рядами в двух взаимно перпендикулярных направлениях.Known nut ("Method for bolting parts", AS USSR No. 1795162, F16B 5/02, F16B 39/282, published 1993), in which to increase the reliability of locking and fixing parts from movement, the nut is made in one with a locking element in the form of pyramidal protrusions (teeth) with an angle at the apex of 30 ... 90 °, which are arranged in rows in two mutually perpendicular directions.
Известна гайка («Резьбовое соединение деталей», патент РФ №2363863, F16B 5/02, опубликован 2009 г.), которая выполнена с выступами, расположенными равномерно на ее опорной поверхности в форме крестиков, конусов, полусфер или вкраплений из корундовой крошки.Known nut ("Threaded connection of parts", RF patent No. 2363863, F16B 5/02, published 2009), which is made with protrusions located evenly on its supporting surface in the form of crosses, cones, hemispheres or interspersed with corundum chips.
Все гайки по перечисленным техническим решениям имеют на торцевой опорной поверхности дополнительные элементы (рифление) разнообразной формы основная цель, которых направлена на создание повышенного трения в контактирующих поверхностях и тем самым затрудняющих самопроизвольное отвинчивание. Недостатком данных гаек является то обстоятельство, что предлагаемые формы рифления и их количество не учитывают прочностных характеристик гайки.All nuts according to the listed technical solutions have additional elements (corrugation) of various shapes on the end bearing surface, the main purpose of which is aimed at creating increased friction in the contacting surfaces and thereby complicating spontaneous unscrewing. The disadvantage of these nuts is the fact that the proposed forms of corrugation and their number do not take into account the strength characteristics of the nut.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению, принятой за прототип, является конструкция гайки с клинообразными выступами на торцевых поверхностях, в которых грани выступа выполнены под различными углами к опорной поверхности. Грань, наклон которой совпадает с направлением затяжки гайки, выполнена под острым углом, а другая грань под углом близким к 90° («Стопорящееся резьбовое соединение», патент РФ №2073132, F16B 39/28, опубликован 1997 г.). При этом на каждой торцевой поверхности имеется только по одному клинообразному выступу. Недостатками гайки этой конструкции является низкая надежность соединения, вызванная перекосом гайки с одним клинообразным выступом на торцевой поверхности при ее завинчивании и передачи изгибающего момента на стержень болта, что может приводить к разрушению последнего, а также невозможность многократного использования гайки из-за значительной деформации витков резьбы при закручивании гайки. Кроме того высота единственного выступа и его твердость (класс прочности гайки) будут затруднять монтаж и оказывать влияние на усилие завинчивания и деформацию не только резьбы, но и контактной поверхность детали. Особенно опасно применение такой гайки если она будет в термически упрочненном состоянии (закалка с отпуском) класса прочности, например 10 или 12 по ГОСТ Р 52628-2006 (Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний) с повышенной чувствительностью к перекосу и к хрупким разрушениям.The closest in technical essence to the claimed invention, adopted as a prototype, is the design of the nut with wedge-shaped protrusions on the end surfaces, in which the faces of the protrusion are made at different angles to the supporting surface. A face whose inclination coincides with the direction of tightening the nut is made at an acute angle, and the other face at an angle close to 90 ° (“Locking threaded connection”, RF patent No. 2073132, F16B 39/28, published 1997). Moreover, on each end surface there is only one wedge-shaped protrusion. The disadvantages of the nut of this design is the low reliability of the connection, caused by the skew of the nut with one wedge-shaped protrusion on the end surface when it is screwed on and the bending moment is transmitted to the bolt rod, which can lead to destruction of the latter, as well as the inability to reuse the nut due to significant deformation of the thread turns when tightening the nut. In addition, the height of a single protrusion and its hardness (strength class of the nut) will complicate installation and will affect the screwing force and deformation of not only the thread, but also the contact surface of the part. The use of such a nut is especially dangerous if it is in a thermally hardened state (quenching with tempering) of a strength class, for example 10 or 12 according to GOST R 52628-2006 (Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods) with increased sensitivity to skew and to brittle destruction.
В основу полезной модели поставленная задача усовершенствования гайки, в которой за счет конструктивных особенностей, а также класса прочности обеспечивается повышение эксплуатационных свойств, в частности нагрузочной способности и эффекта стопорения на болт или шпильку путем увеличения трения в сопрягаемых поверхностях за счет формирования в сопрягаемой с опорной поверхностью гайки ответных выступов.The utility model is based on the task of improving the nut, in which, due to the design features and the strength class, the operational properties are improved, in particular the load capacity and the locking effect on the bolt or stud by increasing friction in the mating surfaces due to the formation in the mating surface nuts of reciprocal ledges.
Поставленная задача достигается тем, что предлагаемая гайка шестигранная с зубчатым рифлением опорной поверхности различных классов прочности в виде шестигранного корпуса с резьбой диаметром от 6 до 48 мм в центральном сквозном отверстии вдоль продольной оси и с заданными механическими характеристиками, изготовленная способом объемной штамповки заготовки из углеродистых и легированных сталей, имеет рифление только на одной опорной поверхности в виде 24…36 зубчатых выступов в форме прямоугольного треугольника, меньший угол которого направлен по ходу закручивания, расположенных равномерно по вписанной окружности и имеющих высоту 0,15…0,8 мм. Гайку класса прочности 5 и 6 всех типоразмеров резьбы изготавливают из стали, содержащей углерода не более 0,37% без осуществления закалки и отпуска готовой гайки. Гайку класса прочности 8…12 всех типоразмеров резьбы изготавливают из стали, содержащей углерода не более 0,58%, с осуществлением закалки и отпуска готовой гайки.The problem is achieved by the fact that the proposed nut is hexagonal with serrated grooves of the supporting surface of various strength classes in the form of a hexagonal body with a thread with a diameter of 6 to 48 mm in the central through hole along the longitudinal axis and with the specified mechanical characteristics, made by the method of volumetric stamping of carbon blanks alloy steels, has corrugation on only one supporting surface in the form of 24 ... 36 toothed protrusions in the form of a rectangular triangle, the smaller angle of which is ravlen downstream twist disposed uniformly on the inscribed circle and having a height of 0.15 ... 0.8 mm. A nut of strength class 5 and 6 of all thread sizes is made of steel containing carbon no more than 0.37% without quenching and tempering of the finished nut. A nut of strength class 8 ... 12 of all thread sizes is made of steel containing carbon no more than 0.58%, with hardening and tempering of the finished nut.
Гайку класса прочности 8 с диаметром резьбы до 16 мм включительно изготавливают холодной объемной штамповкой из стали, содержащей углерода не более 0,37% без осуществления закалки и отпуска готовой гайки и для ее изготовления применяют заготовку с механическими свойствами в состоянии после горячей прокатки с пределом текучести не менее 360 Н/мм2.A nut of strength class 8 with a thread diameter of up to 16 mm inclusive is made by cold forging from steel containing carbon no more than 0.37% without quenching and tempering of the finished nut, and a blank with mechanical properties in the state after hot rolling with yield strength is used for its manufacture not less than 360 N / mm 2 .
Гайка также может быть изготовлена с нанесением защитного покрытия поверхности.The nut can also be made with a protective coating on the surface.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является усовершенствование конструктивных особенностей гайки, получение различного уровня ее свойств (класса прочности) и улучшенного товарного вида, что обеспечит повышение эксплуатационных свойств, в частности нагрузочной способности и эффекта стопорения на болт или шпильку.The technical result of the proposed utility model is to improve the design features of the nut, to obtain a different level of its properties (strength class) and improved presentation, which will provide increased operational properties, in particular the load capacity and locking effect on a bolt or stud.
Достижение указанного технического результата обеспечивается набором отличительных признаков, а именно тем, что гайка, шестигранная с зубчатым рифлением опорной поверхности различных классов прочности в виде шестигранного корпуса с резьбой диаметром от 6 до 48 мм в центральном сквозном отверстии вдоль продольной оси и с заданными механическими характеристиками, изготавливается способом объемной штамповки заготовки из углеродистых и легированных сталей, имеет рифление только на одной опорной поверхности в виде 24…36 зубчатых выступов в форме прямоугольного треугольника, меньший угол которого направлен по ходу закручивания, расположенных равномерно по вписанной окружности и имеющих высоту 0,15…0,8 мм. Нанесение рифления только на одной опорной поверхности упрощает технологию объемной штамповки гайки. Размещение зубчатых выступов равномерно по вписанной окружности исключает перекос гайки и изгиб болта (шпильки) при навинчивании и способствует равномерному распределению напряжений по виткам резьбы и в опорной поверхности.The achievement of the specified technical result is ensured by a set of distinctive features, namely the fact that the nut, hexagonal with serrated grooves, of the supporting surface of various strength classes in the form of a hexagonal body with a thread with a diameter of 6 to 48 mm in the central through hole along the longitudinal axis and with specified mechanical characteristics, it is made by volumetric stamping of workpieces made of carbon and alloy steels, has corrugation on only one supporting surface in the form of 24 ... 36 gear ledges form a right triangle, a smaller angle which is directed along the twisting disposed uniformly on the inscribed circle and having a height of 0.15 ... 0.8 mm. The application of corrugation on only one supporting surface simplifies the technology of volumetric stamping of the nut. The placement of the gear protrusions evenly along the inscribed circle eliminates the misalignment of the nut and the bending of the bolt (stud) when screwing on and contributes to an even distribution of stresses over the threads and in the supporting surface.
Выполнение зубчатых выступов в форме прямоугольного треугольника, меньший угол которого направлен по ходу закручивания способствует беспрепятственному навинчиванию гайки и затрудняет ее самопроизвольное отвинчивание. Количество зубчатых выступов обусловлено различием механических свойств (класса прочности) гайки. Для гайки низкого класса прочности, например, класса 5 или 6 достаточно наличие 24 выступов. Для высокопрочной гайки класса 10 или 12 необходимо до 36 выступов. Количество выступов менее 24 снижает усилие стопорения из-за сокращения контактной поверхности. Формирование выступов в количестве более 36 затруднено из-за недостаточной стойкости инструмента. Высота выступов на опорной поверхности гайки различная и зависит от диаметра ее резьбы и должна составлять не менее 0,15 мм для гайки М6 и не более 0,80 мм для М48. При этом верхняя кромка выступа не должна выходить за высоту гайки соответствующего размера по ГОСТ 24671 или других аналогичных стандартов.The implementation of the serrated protrusions in the form of a right-angled triangle, the smaller angle of which is directed in the direction of twisting, contributes to the unhindered screwing of the nut and makes it difficult to unscrew it unscrewed. The number of serrated protrusions is due to the difference in mechanical properties (strength class) of the nut. For a nut of low strength class, for example, class 5 or 6, 24 protrusions are sufficient. For a high-strength nut of class 10 or 12, up to 36 projections are required. The number of protrusions less than 24 reduces the locking force due to the reduction of the contact surface. The formation of protrusions in an amount of more than 36 is difficult due to insufficient tool life. The height of the protrusions on the supporting surface of the nut is different and depends on the diameter of its thread and should be at least 0.15 mm for the M6 nut and not more than 0.80 mm for M48. In this case, the upper edge of the protrusion should not extend beyond the height of the nut of the corresponding size according to GOST 24671 or other similar standards.
Гайку класса прочности 5 и 6 всех типоразмеров резьбы изготавливают из стали, содержащей углерода не более 0,37% без осуществления закалки и отпуска готовой гайки. Использование стали с указанным содержанием углерода достаточно для формирования твердости и прочности гайки класса 5 и 6 непосредственно после холодной высадки без проведения последующей термической обработки. Применение стали с большим содержанием углерода приведет к необходимости проведения отжига заготовки, что усложняет технологию и приводит к удорожанию продукции.A nut of strength class 5 and 6 of all thread sizes is made of steel containing carbon no more than 0.37% without quenching and tempering of the finished nut. The use of steel with a specified carbon content is sufficient to form the hardness and strength of a class 5 and 6 nut immediately after cold heading without subsequent heat treatment. The use of steel with a high carbon content will lead to the need for annealing of the workpiece, which complicates the technology and leads to higher prices for products.
Гайку класса прочности 8…12 всех типоразмеров резьбы изготавливают из стали, содержащей углерода не более 0,58%, с осуществлением закалки и отпуска готовой гайки. Применение стали с обозначенным содержанием углерода и проведение закалки с отпуском готовой продукции позволяет выполнить требования по механическим свойствам для гайки данного класса прочности (требования по ГОСТ Р 52628). При этом возможно применение стали легированной марганцем, хромом и другими элементами в количестве около 1%. В стали могут присутствовать также несколько легирующих элементов в незначительных количествах, которые попадают из лома в процессе выплавки. Однако при этом содержание углерода не должно превышать 0,58%. Наличие углерода в стали более 0,58% приводит к охрупчиванию и снижению пластичности, что может приводить к разрушению выступов или резьбы гайки.A nut of strength class 8 ... 12 of all thread sizes is made of steel containing carbon no more than 0.58%, with hardening and tempering of the finished nut. The use of steel with the indicated carbon content and hardening with tempering of finished products allows fulfilling the mechanical properties requirements for a nut of this strength class (requirements according to GOST R 52628). In this case, it is possible to use steel alloyed with manganese, chromium and other elements in an amount of about 1%. Several alloying elements may also be present in the steel in small quantities, which fall from the scrap during the smelting process. However, the carbon content should not exceed 0.58%. The presence of carbon in steel of more than 0.58% leads to embrittlement and a decrease in ductility, which can lead to the destruction of the protrusions or thread of the nut.
Гайку класса прочности 8 изготавливают холодной объемной штамповкой из стали, содержащей углерода не более 0,37% без осуществления закалки и отпуска готовой гайки, когда для изготовления применяют заготовку, имеющую после горячей прокатки предел текучести не менее 360 Н/мм2. Применение заготовки с такими исходными механическими свойствами позволяет обеспечить требуемый уровень прочности (класс) гайки с диаметром резьбы до 16 мм включительно без закалки с отпуском, что существенно упрощает технологию изготовления (сокращает количество операций нагревов) и снижает себестоимость продукции. При использовании стали с содержанием углерода более 0,37% необходимо проведение отжига заготовки (дополнительная дорогостоящая технологическая операция), а применение заготовки, имеющей после горячей прокатки предел текучести менее 360 Н/мм2 не обеспечит получения гайки со свойствами класса 8. Ограничение по типоразмеру гайки с диаметром резьбы до 16 мм включительно, обусловлено требованием ГОСТ Р 52628.A nut of strength class 8 is made by cold forging from steel containing no more than 0.37% carbon without quenching and tempering the finished nut, when a workpiece is used for manufacturing that has a yield strength of at least 360 N / mm 2 after hot rolling. The use of a workpiece with such initial mechanical properties makes it possible to provide the required level of strength (class) of a nut with a thread diameter of up to 16 mm inclusive without quenching with tempering, which greatly simplifies the manufacturing technology (reduces the number of heating operations) and reduces the cost of production. When using steel with a carbon content of more than 0.37%, it is necessary to anneal the billet (an additional expensive technological operation), and the use of a billet having, after hot rolling, a yield strength of less than 360 N / mm 2 will not provide a nut with class 8 properties. Size limit nuts with a thread diameter of up to 16 mm inclusive, due to the requirement of GOST R 52628.
Гайку всех типоразмеров и классов прочности можно изготавливать с нанесением защитного покрытия поверхности, что повышает ее потребительские свойства.A nut of all sizes and strength classes can be made with a protective coating on the surface, which increases its consumer properties.
Все отличительные признаки заявляемой полезной модели взаимосвязаны и способствуют достижению поставленной задачи и обеспечению требований нормативной документации по свойствам гайки (класс прочности, твердость).All the distinctive features of the claimed utility model are interconnected and contribute to the achievement of the task and ensuring the requirements of regulatory documentation on the properties of the nut (strength class, hardness).
Выполнение рифления только на одной опорной поверхности гайки в виде равномерно расположенных по вписанной окружности 24…36 зубчатых выступов упрощает технологию изготовления самой гайки и способствует навинчиванию без изгиба болта или шпильки. Количество выступов, их высота и форма благоприятствуют беспрепятственной затяжке гайки, а также надежности стопорения.Performing corrugation on only one supporting surface of the nut in the form of 24 ... 36 toothed protrusions evenly spaced along the inscribed circle simplifies the manufacturing technology of the nut itself and facilitates screwing without bending the bolt or stud. The number of protrusions, their height and shape contribute to the unhindered tightening of the nut, as well as the reliability of the locking.
Изготовление гайки класса прочности 5 и 6 из стали, содержащей углерода не более 0,37% без осуществления закалки и отпуска, упрощает технологию и удешевляет продукцию, т.к. отпадает необходимость в предварительном отжиге заготовки. Изготовление гайки класса прочности 8…12 из стали, содержащей углерода не более 0,58%, с осуществлением закалки и отпуска готовой гайки несмотря на увеличение затрат на производство, продиктовано необходимостью обеспечения требований ГОСТ Р 52628 по механическим свойствам. Изготовление гайки класса прочности 8 с диаметром резьбы до 16 мм включительно из стали, содержащей углерода не более 0,37% без осуществления закалки и отпуска готовой гайки, что допускается требованиями ГОСТ Р 52628, существенно упрощает технологию изготовления гайки, способствует снижению себестоимости и достигается при применении заготовки с пределом текучести после горячей прокатки не менее 360 Н/мм2. Изготовление гайки всех типоразмеров и классов прочности с нанесением защитного покрытия поверхности повышает их потребительские свойства.The manufacture of a nut of strength class 5 and 6 from steel containing carbon no more than 0.37% without quenching and tempering simplifies the technology and reduces the cost of production, because there is no need for preliminary annealing of the workpiece. The manufacture of a nut of strength class 8 ... 12 from steel containing carbon no more than 0.58%, with the hardening and tempering of the finished nut despite the increase in production costs, is dictated by the need to meet the requirements of GOST R 52628 for mechanical properties. The manufacture of a nut of strength class 8 with a thread diameter of up to 16 mm inclusive of steel containing carbon no more than 0.37% without quenching and tempering the finished nut, which is allowed by the requirements of GOST R 52628, significantly simplifies the manufacturing technology of the nut, helps to reduce the cost and is achieved when the use of a workpiece with a yield strength after hot rolling of at least 360 N / mm 2 . The manufacture of nuts of all sizes and strength classes with the application of a protective coating of the surface increases their consumer properties.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая гайка отличается от известной своей конструкцией, а именно наличием на одной опорной поверхности зубчатых выступов в форме прямоугольного треугольника, расположенных равномерно по вписанной окружности. При этом получение различных классов прочности достигается путем использования стали определенного состава и с определенными свойствами, а также технологией термической обработки. Кроме того возможно производить гайку класса прочности 8 из заготовки с пределом текучести после горячей прокатки не менее 360 Н/мм2, что исключает необходимость нагревать гайку под закалку, а также проводить эту технологическую операцию.A comparative analysis of the invention with the prototype allows us to conclude that the inventive nut differs from its known design, namely the presence on one supporting surface of the tooth protrusions in the form of a rectangular triangle, arranged uniformly along the inscribed circle. At the same time, obtaining various strength classes is achieved by using steel of a certain composition and with certain properties, as well as heat treatment technology. In addition, it is possible to produce a nut of strength class 8 from a workpiece with a yield strength after hot rolling of at least 360 N / mm 2 , which eliminates the need to heat the nut for quenching, as well as to carry out this technological operation.
Конструкция предлагаемой гайки показана на фиг.1, сечение по А-А на фиг.2, фрагмент В на фиг.3. Предлагаемая гайка конструктивно отличается от распространенных шестигранных гаек наличием зубчатого рифления одной из опорных поверхностей для создания надежного резьбового соединения, с пониженной склонностью к вибрационному откручиванию. Зубчатое рифление на опорной поверхности гайки выполнены в виде 24-36 выступов, в сечении соответствующих прямоугольному треугольнику, меньший угол выступов направлен по ходу закручивания гайки, что обеспечивает свободное вращение гайки при контакте с опорной поверхностью при ее закручивании. Рифление на опорной поверхности гайки обеспечивают ее надежную фиксацию в резьбовом соединении, и препятствует самопроизвольному откручиванию гайки. Высота выступов (h) опорной поверхности гайки различная, зависит от диаметра ее резьбы и верхняя кромка выступа не должна выходить за высоту гайки (m) соответствующего размера. На поверхность противоположную опорной, наносится товарный знак производителя и маркировка класса прочности гайки. Механические свойства гаек должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 52628, а защитные покрытия - ГОСТ Р ИСО 4042, ГОСТ Р 9.316 и ГОСТ Р 51163. Гайки изготавливаются из углеродистых рядовых или легированных марок сталей в горячекатаном или отожженном состоянии. В зависимости от требуемого класса прочности гайки выбирается марка стали заготовки, технология производства и термической обработкой готовой гайки. Гайки всех типоразмеров класса 5 и 6 закалке с отпуском не подвергаются. Гайки всех типоразмеров класса 8…12 подвергаются закалке с отпуском. Изготовление гаек холодной объемной штамповкой диаметром резьбы до 16 мм включительно, класса прочности 8 производят без закалки и отпуска, когда для их изготовления и получения требуемых механических свойств, используется заготовка из углеродистой или низколегированной стали повышенной прочности (предел текучести более 360 Н/мм2). Для изготовления заявляемой гайки с резьбой диаметром от 6 до 48 мм и номинальной высотой m≥0,5 диаметра резьбы гайки не требуется специального оборудования, инструмента или других сложных приспособлений.The design of the proposed nut is shown in figure 1, a section along aa in figure 2, fragment b in figure 3. The proposed nut is structurally different from the common hex nuts in the presence of gear grooves of one of the supporting surfaces to create a reliable threaded connection, with a reduced tendency to vibration loosening. The serrated grooves on the nut supporting surface are made in the form of 24-36 protrusions, in cross section corresponding to a right triangle, the smaller angle of the protrusions is directed along the nut twisting, which provides free rotation of the nut in contact with the supporting surface when it is twisted. The corrugation on the supporting surface of the nut ensures its reliable fixation in the threaded connection, and prevents spontaneous unscrewing of the nut. The height of the protrusions (h) of the nut bearing surface is different, it depends on the diameter of its thread and the upper edge of the protrusion should not extend beyond the height of the nut (m) of the corresponding size. The manufacturer’s trademark and marking of the nut strength class are applied to the surface opposite to the reference one. The mechanical properties of the nuts must comply with the requirements of GOST R 52628, and the protective coatings must comply with GOST R ISO 4042, GOST R 9.316 and GOST R 51163. The nuts are made of ordinary carbon or alloy steel grades in hot rolled or annealed condition. Depending on the required strength class of the nut, the steel grade of the workpiece, the production technology and heat treatment of the finished nut are selected. Nuts of all sizes of class 5 and 6 are not quenched with tempering. Nuts of all sizes of class 8 ... 12 are quenched with tempering. The production of nuts by cold forging with a thread diameter of up to 16 mm inclusive, strength class 8 is carried out without hardening and tempering, when a workpiece of high-strength carbon or low alloy steel is used to produce them and obtain the required mechanical properties (yield strength more than 360 N / mm 2 ) . For the manufacture of the inventive nut with a thread with a diameter of 6 to 48 mm and a nominal height m≥0.5 of the diameter of the thread of the nut does not require special equipment, tools or other complex devices.
Пример.Example.
В условиях металлургического производства изготовили подкат диаметром 9 и 21 мм, который подвергли охлаждению с температуры конца прокатки на воздухе (сталь марки 20, 35, 40Х и 55) и водой (сталь марки 20 и 35 - термическое упрочнение путем прерванной закалки с самоотпуском), смотке в моток и последующему охлаждению на воздухе. Мотки подката стали 40Х и 55 дополнительно подвергали сфероидизирующему отжигу.In the conditions of metallurgical production, a tackle with a diameter of 9 and 21 mm was made, which was cooled from the temperature of the end of rolling in air (steel grade 20, 35, 40X and 55) and water (steel grade 20 and 35 - thermal hardening by interrupted quenching with self-tempering), winding into a skein and subsequent cooling in air. Coils of rolled steel 40X and 55 were additionally subjected to spheroidizing annealing.
В условиях метизного производства подкат перерабатывали на гайку размером М6 и M16 мм. Перед переработкой подкат подвергали травлению, фосфатированию и перетяжке (волочению) на заготовку размером, необходимым для изготовления гайки. Изготовление шестигранной гайки проводили на холодновысадочном автомате с использованием пуансона с зубчатым рифлением. После изготовления часть гаек подвергали термической обработке (закалке с отпуском). Механические испытания гаек пробной нагрузкой проводили согласно п.8.1 ГОСТ Р 52628 путем осевого растяжения при помощи испытательной машины. Отдельно определяли нагрузку, при которой происходит срыв резьбы гайки (испытание до разрушения гайки). Выполняли соединения и определяли крутящий момент при завинчивании и отвинчивании гайки при помощи динамометрического ключа. Затяжку гайки различных классов прочности проводили с усилием 75-80% от пробной нагрузки. Наличие на каждой гайке двух различных форм опорной поверхности (одна плоская, вторая с зубчатым рифлением) позволило провести сопоставление усилия завинчивания/отвинчивания для гайки с различной опорной поверхностью. Об эффективности зубчатого рифления судили по абсолютной величине разности крутящего момента (ΔМ=(Мзав-Мотв.)/Мзав., %) при завинчивании и отвинчивании (последнее превосходило первое) гайки для каждой опорной поверхности, а также в зависимости от количества зубчатых выступов. Повышенное значение ΔM свидетельствует о надежности резьбового соединения и его пониженной склонности к вибрационному откручиванию. Марка и содержание углерода в стали, состояние исходного сырья, типоразмер и конструктивные отличия, технологические режимы обработки и свойства гаек приведены в таблице.Under the conditions of hardware production, the tackle was processed into a nut of size M6 and M16 mm. Before processing, the tackle was subjected to etching, phosphating and hauling (drawing) onto a workpiece of the size necessary for the manufacture of the nut. The manufacture of a hex nut was carried out on a cold heading machine using a punch with gear grooves. After manufacturing, part of the nuts was subjected to heat treatment (quenching with tempering). Mechanical testing of nuts with a test load was carried out in accordance with clause 8.1 of GOST R 52628 by axial tension using a testing machine. Separately, the load was determined at which the nut thread breaks down (test until the nut breaks). Connections were made and the torque was determined when tightening and unscrewing the nut using a torque wrench. Tightening the nuts of various strength classes was carried out with a force of 75-80% of the test load. The presence on each nut of two different forms of the supporting surface (one flat, the second with gear grooves) made it possible to compare the screwing / unscrewing forces for the nut with a different supporting surface. On the efficiency toothed corrugations judged by the absolute value of the torque difference (ΔM = (M -M head holes.) / M head.%) When screwing and unscrewing (the latter is exceeded first) nut for each supporting surface, and also depending on the amount gear ledges. The increased ΔM value indicates the reliability of the threaded connection and its reduced tendency to vibration loosening. The grade and carbon content in steel, the state of the feedstock, size and design differences, technological processing conditions and properties of nuts are shown in the table.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемая гайка, выполненная из углеродистой рядовой и легированной марок сталей характеризуется повышенными потребительскими свойствами за счет своей конструкции, надежности стопорения и более высокого класса прочности.The results obtained indicate that the proposed nut made of ordinary carbon and alloyed steels is characterized by increased consumer properties due to its design, locking reliability and a higher strength class.
г-к/180GK / 180
g / 180
55
5
17,517.0
17.5
86
8
86
8
1) г-к - горячекатаное; отож. - отожженное; ту - термически упрочненное1) hot-rolled; soot. - annealed; tu - thermally hardened
Из приведенного следует, что предлагаемая гайка работоспособна и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе. Увеличение количество зубчатых рифлений устранило перекос гайки и увеличило усилие их отвинчивания. При этом гайка класса прочности 8 с диаметром резьбы до М16 при использовании заготовки повышенной прочности может изготавливаться без термической обработки готовой гайки, что сокращает количество дорогостоящих операций на ее изготовление (числа нагревов при проведении термических обработок). Это позволяет значительно уменьшить энергоемкость изготовления и организовать производство крепежной продукции повышенной прочности из рядовых углеродистых сталей, что существенно повышает рентабельность и уменьшает себестоимость продукции. Гайки классов прочности 8 по ГОСТ Р 52628-2006 могут широко применяться в машиностроении, автомобилестроении и других отраслях.From the above it follows that the proposed nut is efficient and eliminates the disadvantages that occur in the prototype. The increase in the number of serrated corrugations eliminated the skew of the nut and increased the effort of unscrewing them. At the same time, a nut of strength class 8 with a thread diameter of up to M16 when using a workpiece of increased strength can be manufactured without heat treatment of the finished nut, which reduces the number of costly operations for its manufacture (the number of heatings during heat treatments). This can significantly reduce the energy consumption of manufacturing and organize the production of fasteners of increased strength from ordinary carbon steels, which significantly increases profitability and reduces the cost of production. Nuts of strength classes 8 according to GOST R 52628-2006 can be widely used in mechanical engineering, automotive industry and other industries.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153823/12U RU115845U1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | HEX NUT WITH GEAR CORRECTION OF THE SUPPORT SURFACE OF DIFFERENT STRENGTH CLASSES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011153823/12U RU115845U1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | HEX NUT WITH GEAR CORRECTION OF THE SUPPORT SURFACE OF DIFFERENT STRENGTH CLASSES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU115845U1 true RU115845U1 (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011153823/12U RU115845U1 (en) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | HEX NUT WITH GEAR CORRECTION OF THE SUPPORT SURFACE OF DIFFERENT STRENGTH CLASSES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU115845U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU214781U1 (en) * | 2022-08-29 | 2022-11-14 | Владимир Васильевич Галайко | Composite nut |
-
2011
- 2011-12-28 RU RU2011153823/12U patent/RU115845U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU214781U1 (en) * | 2022-08-29 | 2022-11-14 | Владимир Васильевич Галайко | Composite nut |
| RU2789559C1 (en) * | 2022-10-24 | 2023-02-06 | Сергей Викторович Павлов | Device linking a nameplate and a product fitted with a faceted nut |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20170159696A1 (en) | Nut | |
| JP6431127B2 (en) | Metric locking stopper tapping screw | |
| US7938609B2 (en) | Tightening structure using high-strength self-forming screws | |
| EP2007990B1 (en) | Method of forming a high performance thread forming screw | |
| US9856898B2 (en) | Swage lock fasteners | |
| US20140335345A1 (en) | Corrosion-resistant screw, use of a screw of this type in a corrosive environment, and method for the fabrication of a screw of this type | |
| EP2638989B1 (en) | Process for manufacture of fastening component made from aluminum-based alloy, and fastening component made from aluminum-based alloy | |
| US4189975A (en) | Screwed connection having improved fatigue strength | |
| JP4977178B2 (en) | Fastener, bolt and nut manufacturing method, and fastener fastening method | |
| JP6228203B2 (en) | Screw part and method of manufacturing screw part | |
| US20210222725A1 (en) | Eco-friendly fastener structure with lockable stainless steel screw pair | |
| RU115845U1 (en) | HEX NUT WITH GEAR CORRECTION OF THE SUPPORT SURFACE OF DIFFERENT STRENGTH CLASSES | |
| JP2009174564A (en) | Bolt and fastener using the same, and bolt manufacturing method | |
| US10655669B2 (en) | Advanced nut and bolt | |
| RU115423U1 (en) | BOLT | |
| Chauhan et al. | Effect of material and process parameter on dimensions of rolled external threads | |
| JP2007298141A (en) | Drill screw, and its manufacturing method | |
| JP2007298110A (en) | Gimlet type self-tapping screw, and its manufacturing method | |
| RU2527562C2 (en) | Fabrication of downhole pump sucker rod | |
| CN116638654A (en) | Cutting device and change gear assembly thereof | |
| Xu et al. | Damage Features of Bolts Connecting Main-Shaft with Turbo-Disk Used in a Locomotive Turbocharger | |
| JP2012072837A (en) | Fastening bolt and screw fastened body utilizing the same | |
| Weidner | Strength and Ductility with Boron Quench Tempering Steels | |
| WO2012119764A1 (en) | A high load flanged fastener to be installed by tensioning tools | |
| Lang et al. | Investigation into the strength of components made of UFG aluminium alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200915 Effective date: 20200915 |