RU2031261C1

RU2031261C1 - Spring nut

Info

Publication number: RU2031261C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Арефьевич Дмитриев
Original assignee: Анатолий Арефьевич Дмитриев
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: nut has a housing constructed as screw compression spring with members fitted for a wrench. The members are provided on the non-bearing face. The bearing face is made as an inverse cone. EFFECT: enhanced reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к резьбовым соединениям, применяемым при сборке соединений и сборочных единиц машин. The invention relates to mechanical engineering, in particular to threaded joints used in the assembly of joints and assembly units of machines.

Известна гайка [1], служащая для затяжки стержневых крепежных деталей (винтов, болтов, шпилек и т.д.) в резьбовых соединениях при сборке. Изготовление гаек сопровождается трудоемкой резьбонарезной операцией, характеризующейся снятием материала механическим методом или выдавливанием при формировании профиля резьбы в гайке, а для этого используется резьбонарезной инструмент, изготовление которого при массовой потребности в гайках требует ощутимых материальных и трудовых затрат на его производство. Known nut [1], used to tighten the rod fasteners (screws, bolts, studs, etc.) in threaded joints during assembly. The manufacture of nuts is accompanied by a laborious thread-cutting operation, characterized by the removal of the material by a mechanical method or extrusion when forming the thread profile in the nut, and for this purpose a thread-cutting tool is used, the production of which requires massive material and labor costs for its production in case of a mass need for nuts.

В процессе эксплуатации машин наблюдается снижение усилия затяжки гайки, что крайне неблагоприятно сказывается на нормальной работе соединений и может привести к их разрушению. During operation of the machines, a decrease in the nut tightening force is observed, which adversely affects the normal operation of the joints and can lead to their destruction.

Производное отвертывание гаек в статических условиях нагружения не наблюдается, так как угол трения в резьбе значительно больше угла подъема витка [2] (резьбовое соединение обладает свойством самоторможения), но отвертывание гаек в соединении происходит в случае динамического нагружения или вибрации. Derived unscrewing of nuts under static loading conditions is not observed, since the friction angle in the thread is much larger than the winding angle [2] (a threaded joint has the property of self-braking), but unscrewing the nuts in the joint occurs in the case of dynamic loading or vibration.

При действии на затянутую гайку с треугольным профилем резьбы динамических нагрузок, направленных по оси резьбового стержня, сила давления между витками будет иметь переменную составляющую, перпендикулярную оси резьбового стержня, что вызывает радиальную деформацию сжатия тела резьбового стержня и растяжения тела гайки. Относительное радиальное перемещение витков резьбы резьбового стержня и гайки сопровождается изменением направления сил трения в резьбе и значительным снижением коэффициента трения, что и приводит к потере свойств самоторможения резьбового соединения, т.е. к произвольному отвертыванию гайки. Снижение коэффициента трения в резьбовых соединениях наблюдаются также и при вибрации [2, 3]. Это является недостатком известных резьбовых соединений, который устраняется различными способами стопорения резьбовых соединений. When acting on a tightened nut with a triangular thread profile of dynamic loads directed along the axis of the threaded rod, the pressure force between the turns will have a variable component perpendicular to the axis of the threaded rod, which causes radial deformation of the compression of the body of the threaded rod and the extension of the nut body. The relative radial movement of the threads of the threaded rod and nut is accompanied by a change in the direction of the friction forces in the thread and a significant decrease in the friction coefficient, which leads to a loss of the self-braking properties of the threaded joint, i.e. to arbitrary loosening of the nut. A decrease in the coefficient of friction in threaded joints is also observed during vibration [2, 3]. This is a disadvantage of the known threaded joints, which is eliminated by various methods of locking the threaded joints.

Известна гайка [4], изготовляемая из винтовой пружины растяжения. Known nut [4], made from a helical tension spring.

Известная гайка имеет ряд недостатков: требуются специальные устройства для ее фиксации, малая площадь опоры, требующая точного выполнения крепежных отверстий, не обладает дополнительным гарантированным усилием стопорения, которое в резьбовых соединениях исключает произвольное отвертывание гаек при действии динамических нагрузок и вибрации. The known nut has a number of disadvantages: special devices are required for its fixation, the small area of the support, which requires the exact implementation of the fixing holes, does not have an additional guaranteed locking force, which in threaded connections prevents arbitrary unscrewing of the nuts under dynamic loads and vibration.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения стопорения резьбового соединения, повышения удобства обслуживания путем увеличения опорной поверхности и использование при сборке-разборке монтажного инструмента и повышение жесткости. The aim of the invention is to expand the functionality by providing locking of the threaded connection, improving serviceability by increasing the supporting surface and the use of an assembly tool during disassembly and increasing rigidity.

Это достигается тем, что пружинная гайка содержит корпус в виде винтовой пружины, который выполнен с элементами зацепления под монтажный инструмент в виде диаметрально противоположных выступов некруглой формы на неопорном торце, и содержит со стороны опорного торца участок в виде обратного конуса, представляющего собой фасонную коническую пружину, обеспечивающую стопорение резьбового соединения и выполняющую роль опорной поверхности. This is achieved by the fact that the spring nut contains a housing in the form of a helical spring, which is made with engagement elements for the mounting tool in the form of diametrically opposite protrusions of a non-circular shape at the non-support end, and contains, on the side of the support end, a section in the form of a return cone, which is a shaped conical spring providing locking of the threaded connection and acting as a supporting surface.

На фиг. 1 изображена заявляемая гайка, сечение; на фиг. 2 - то же, план; на фиг. 3 и 4 - сечение соединяемых деталей. In FIG. 1 shows the inventive nut, section; in FIG. 2 - the same plan; in FIG. 3 and 4 - section of the connected parts.

Гайка выполнена из винтовой пружины растяжения 1, содержащей на неопорном торце диаметрально противоположные выступы 2 некруглой формы, а на опорном торце - участок в виде обратного конуса, представляющий собой фасонную коническую пружину 3. The nut is made of a tension spring 1, containing diametrically opposite protrusions 2 of a non-circular shape on the non-support end, and a section in the form of a return cone, which is a shaped conical spring 3, on the support end.

Детали 4, 5 соединяются с помощью резьбового соединения, в котором применена заявляемая гайка, содержащая в качестве корпуса винтовую пружину растяжения, на неопорном торце которой выполнены выступы некруглой формы, а на опорном торце - фасонная коническая пружина, но при этом в качестве ответной части - резьбовой стержень, представляющий стандартный болт 6. Parts 4, 5 are connected using a threaded connection, in which the inventive nut is used, containing a screw tension spring as a body, on the non-support end of which there are protrusions of a non-circular shape, and on the support end - a shaped conical spring, but at the same time as a counterpart - threaded rod representing a standard bolt 6.

Анализ конструктивно-технологических возможностей пружинной гайки показывает, что пара резьбовой стержень-гайка пружинная, кроме свойства самоторможения, характерного резьбовым соединениям, обладает одновременно и свойством гарантированного стопорения за счет осевой силы давления, образующейся при сжатии витой фасонной конической пружины, материал которой обладает упругими свойствами (пружинение). Возможность получения гарантированного стопорения в паре заявляемая пружинная гайка-резьбовой стержень (стандартный болт, винт, шуруп) за счет создания осевой силы давления обеспечивает получение положительного эффекта. An analysis of the design and technological capabilities of the spring nut shows that the spring threaded rod-nut pair, in addition to the self-braking property characteristic of threaded connections, also has the property of guaranteed locking due to the axial pressure force generated by compression of the twisted shaped conical spring, the material of which has elastic properties (springing). The ability to obtain guaranteed locking in a pair of the inventive spring nut-threaded rod (standard bolt, screw, screw) by creating an axial pressure force provides a positive effect.

Изготовленные образцы пружинных гаек предлагаемой конструкции в процессе испытаний показали устойчивую работу в роли крепежной детали (гайки) в резьбовых соединениях. The manufactured samples of spring nuts of the proposed design during the tests showed stable operation as a fastener (nut) in threaded joints.

Для изготовления образцов гайки применялась проволока круглого, квадратного, ромбического сечения, а в качестве ответной части - стержневые крепежные детали с метрической, упорной, трапецеидальной резьбой. Корпус заявляемой пружинной гайки выполнялся из винтовой пружины растяжения или винтовой пружины сжатия в зависимости от вида применяемой на резьбовом стержне резьбы. For the manufacture of nut samples, round, square, rhombic wire was used, and rod fasteners with metric, persistent, trapezoidal threads were used as the counterpart. The housing of the inventive spring nut was made of a tension screw spring or compression screw spring, depending on the type of thread used on the threaded rod.

Благодаря наличию в конструкции пружинной гайки на неопорном торце диаметрально-противоположных выступов некруглой формы обеспечивается возможность применения монтажного инструмента, а наличие на опорном торце фасонной конической пружины в виде обратного конуса позволяет стопорить крепежные детали, т. е. увеличить силы трения в резьбе, а также повысить жесткость соединения в целом и увеличить площадь опорной поверхности. Due to the presence of a diametrical opposite protrusions of non-circular shape in the design of the spring nut, it is possible to use a mounting tool, and the presence of a shaped conical spring in the form of a return cone on the supporting end allows locking the fasteners, i.e., to increase the friction forces in the thread, as well increase the rigidity of the connection as a whole and increase the area of the supporting surface.

Выполненная на опорном торце заявляемой гайки фасонная коническая пружина, являющаяся продолжением винтовой пружины (сжатия или растяжения), при сжатии образует опорную поверхность гайки, а сила сопротивления, возникающая при ее сжатии и направленная параллельно оси заявляемой конструкции гайки, создает дополнительное усилие - усилие стопорения, т.е. обеспечивает прижатие витков гайки к виткам резьбового стержня (шурупа, болта, винта, шпильки), представляющего ответную часть крепежного резьбового соединения. A conical shaped spring made on the supporting end of the claimed nut, which is a continuation of the helical spring (compression or tension), when compressed forms the supporting surface of the nut, and the resistance force arising from its compression and directed parallel to the axis of the claimed nut design creates an additional force - locking force, those. provides a tightening of the turns of the nut to the turns of the threaded rod (screw, bolt, screw, stud), which represents the reciprocal part of the fastening threaded connection.

Наличие на опорном и неопорном торцах заявляемой гайки дополнительных конструктивных элементов расширяет эксплуатационные характеристики и функциональные возможности ее конструкции: возможность применения монтажного инструмента, получение усилия стопорения, увеличения опорной поверхности и повышение жесткости конструкции. The presence on the supporting and non-supporting ends of the claimed nut of additional structural elements extends the operational characteristics and functionality of its design: the possibility of using an installation tool, obtaining locking force, increasing the supporting surface and increasing the rigidity of the structure.

Производство пружины освоено, имеется разнообразное оборудование, обеспечивающее производство широкой номенклатуры винтовых пружин, заявляемая пружинная гайка ориентирует производство пружин на отработку оснастки и создание оборудования, которые обеспечивали навивку пружин с наличием на торцах специальных конструктивных элементов, расширяющих технические возможности, т. е. использование конструктивно выполненной в пространстве из проволоки различного сечения в качестве крепежной детали-гайки. The production of springs has been mastered, there is a variety of equipment that ensures the production of a wide range of coil springs, the inventive spring nut orientates the production of springs to the development of tooling and the creation of equipment that provides coil winding with the presence on the ends of special structural elements that expand technical capabilities, i.e., use constructively made in space from a wire of various cross-sections as a fastener-nut.

Claims

SPRING NUT, containing a housing in the form of a coil spring, characterized in that, in order to expand the functionality by providing locking of the threaded connection, to improve ease of maintenance by increasing the supporting surface and to use the assembly tool to disassemble the mounting tool and increase rigidity, the housing is made with elements gearing under the mounting tool in the form of diametrically opposite protrusions of non-circular shape at the non-support end and with a section in the form of an inverse cone from the supporting side end face.