RU2194197C2

RU2194197C2 - Thread-rolling fastening part

Info

Publication number: RU2194197C2
Application number: RU2001103902A
Authority: RU
Inventors: Е.Н. Хохлов; А.Л. Карташов; В.А. Макаров
Original assignee: Хохлов Евгений Николаевич; Карташов Алексей Леонидович; Макаров Валерий Александрович
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: rod-type fastening parts, thread-forming tapping screws, bolts and studs forming metric thread in smooth holes. SUBSTANCE: thread-rolling self-locking fastening part has thread-forming rod which has form of curvilinear trihedral or pentahedron in cross section with arched sides and vertices and different radii. Radius of arched vertices of curvilinear trihedral or pentahedron is found from the following relationship: r = 0.39-0.50D_cire, where r is radius of arch of arched generatrix of vertex of trihedral or pentahedron; D_cire is diameter of circumscribed circle. Radius of arches of arched sides of trihedral or pentahedron is found from the following relationship: R≥0.59D_cire, where R is radius of arch of arched generatrix of side of curvilinear trihedral or pentahedron. EFFECT: enhanced reliability and resistance of threaded joint; increased contact area; improved locking properties of rod. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к стержневым крепежным деталям, в частности к резьбонакатывающим, а точнее резьбовыдавливающим винтам, болтам, шпилькам, формирующим метрическую резьбу в гладком отверстии и способным к самостопорению. The invention relates to rod fasteners, in particular to thread-rolling, and more specifically thread-extruding screws, bolts, studs, forming a metric thread in a smooth hole and capable of self-locking.

Известны конструкция резьбонакатывающего самостопорящегося винта и способ его изготовления [2], [11] и др. Known design thread-rolling self-locking screw and method of its manufacture [2], [11] and others.

Конструкция стержня, описанная в [2] и [11] (прототип), имеет поперечное сечение в форме криволинейного дугообразного многогранника с нечетным числом выпуклых сторон, плавно соединяющихся с расположенными между ними резьбонакатывающими дугообразными гранями, где многогранник представляет собою криволинейный трехгранник или пятигранник с выпуклыми сторонами и дугообразными гранями - вершинами. Противоположно расположенные образующие дуги каждой дугообразной стороны и вершины криволинейного многогранника образованы радиусами, проведенными из одной точки (см., например, фиг.18 прототипа), т. е. R - радиус 105 образующей дуги 103 стороны трехгранника, а r - радиус 111 образующей дуги 108 вершины трехгранника, при этом радиус образующей дуги 103 стороны находят из формулы
R=Dоп./2+2,741 к или, округляя, R=Dоп./2+3 к,
а радиус образующей дуги 108 вершины определяют из формулы
r=Dоп./2-3,741 к или, округляя, r=Doп./2+4 к,
где Dоп. - диаметр описанной окружности 114 фигуры трехгранника,
к - величина некруглости последней, т.е. расстояние 116 между образующей дугой 112 стороны трехгранника и воображаемой описанной окружностью 114.The rod design described in [2] and [11] (prototype) has a cross-section in the form of a curved arc-shaped polyhedron with an odd number of convex sides that smoothly connect with the thread-rolling arc-shaped faces located between them, where the polyhedron is a curved trihedron or pentahedron sides and arched faces - peaks. Opposite arc generators of each arched side and the vertices of a curved polyhedron are formed by radii drawn from one point (see, for example, FIG. 18 of the prototype), i.e., R is the radius 105 of the generatrix of the arc 103 of the side of the trihedron, and r is the radius of 111 of the generatrix arcs 108 of the top of the trihedron, while the radius of the generatrix of the arc 103 of the side is found from the formula
R = Dop. / 2 + 2,741 k or, rounding, R = Dop. / 2 + 3 k,
and the radius of the generatrix of the arc 108 vertices is determined from the formula
r = Dop. / 2-3,741 k or, rounding, r = Dop. / 2 + 4 k,
where Dop. - the diameter of the circumscribed circle 114 of the figure of the trihedron,
k is the magnitude of the non-circularity of the latter, i.e. the distance 116 between the generatrix of the arc 112 of the side of the trihedron and the imaginary circumscribed circle 114.

Радиусы R и r кругов кривизны образующих дуг соответствующих противоположных стороны и вершины криволинейного трехгранника проведены из одной точки, лежащей на оси, соединяющей центр трехгранника с его вершиной, и отстоящей от центра последнего на величину эксцентриситета. Координаты точек на осях расположены на пересечениях с прямыми, соединяющими эти точки, образуя треугольник с углами 60^o. Эксцентриситет жестко связан с некруглостью, т.е. величина смещения центров радиусов от центра трехгранника - величина постоянная: R+r=const=Dоп.-к. Часто вершины резьбовых витков срезаны.The radii R and r of the curvature circles of the arcs of the corresponding opposite sides and the vertices of the curved trihedron are drawn from one point lying on the axis connecting the center of the trihedron with its vertex and spaced from the center of the latter by the amount of eccentricity. The coordinates of the points on the axes are located at the intersections with the lines connecting these points, forming a triangle with angles of 60 ^o . Eccentricity is rigidly associated with non-circularity, i.e. the displacement of the centers of radii from the center of the trihedron is a constant value: R + r = const = Dop.-k. Often the tops of the threaded turns are cut off.

Размеры поперечного сечения заготовки винта под накатку резьбы зависят от величины к - коэффициента некруглости фигуры. Чем она больше, тем меньше сопротивление резьбообразованию и крутящий момент ввинчивания, тем меньше стопорящие свойства, с другой стороны, чем меньше величина к, тем выше сопротивление резьбообразованию и крутящий момент, тем больше стопорящие свойства детали. Величина общего зацепления резьбы винта с гнездом по вершинам профиля составляет около 25% от общей длины окружности витка резьбы. The dimensions of the cross section of the screw blank for rolling the thread depend on the value of k - the coefficient of non-circularity of the figure. The larger it is, the lower the resistance to threading and screwing torque, the lower the locking properties, on the other hand, the smaller the value of k, the higher the resistance to threading and torque, the greater the locking properties of the part. The magnitude of the overall engagement of the thread of the screw with the socket along the vertices of the profile is about 25% of the total circumference of the thread.

Данная конструкция резьбонакатывающего винта получила широкую известность под названием Taptite. This thread rolling screw design is widely known as Taptite.

Недостатком известной конструкции резьбонакатывающей самостопорящейся крепежной детали является то, что величина общего зацепления рабочей части вершины резьбового витка с полученной резьбой гнезда составляет всего 25%, т. е. 3/4 длины окружности стержня находится вне зацепления со стенками отверстия. Последнее приводит к тому, что из-за высоких нагрузок при растяжении и кручении стойкость вершин, их стопорящие свойства будут недостаточные, из чего следует, что прочностные свойства резьбового соединения с деталью известной конструкции будут также недостаточно высокие. A disadvantage of the known design of a thread-rolling self-locking fastener is that the total engagement of the working part of the top of the threaded turn with the obtained thread of the socket is only 25%, i.e., 3/4 of the circumference of the rod is not engaged with the walls of the hole. The latter leads to the fact that, due to the high tensile and torsional stresses, the resistance of the vertices and their stopping properties will be insufficient, which implies that the strength properties of the threaded joint with a part of the known design will also be insufficiently high.

Наличие постоянного эксцентриситета не позволяет варьировать радиусами. Кроме того, на практике в резьбовом соединении получается неполное заполнение профиля боковых поверхностей сопрягаемой детали, не всегда резьба на боковых сторонах трехгранного стержня полного профиля. The presence of a constant eccentricity does not allow varying radii. In addition, in practice, in a threaded connection, an incomplete filling of the profile of the side surfaces of the mating part is obtained, not always the thread on the sides of the trihedral rod of the full profile.

Конструкция винтов, описанная в [7], является развитием известной конструкции Taptite и отличается от первой наличием трех участков на стержне: заходного, центрирующего и стопорящего, при этом заходный участок конца стержня имеет более выраженную трехгранность (величина некруглости (к) фигуры наибольшая), чем на стопорящем участке. Криволинейные стороны резко переходят в дугообразные грани фигуры. На стопорящем участке этот переход максимально плавный (величина некруглости (к) минимально наименьшая). Между указанными участками выполнен участок для стабилизации или центрирования стержня винта в отверстии, равный 1-3 ниткам резьбы. Данная конструкция получила известность под названием Duo-Taptite. The design of the screws described in [7] is a development of the well-known Taptite design and differs from the first in the presence of three sections on the rod: the lead-in, centering and locking, while the lead-in section of the rod end has a more pronounced trihedrality (the largest non-circularity (k) of the figure) than in the stopping area. Curved sides sharply turn into arched faces of the figure. In the stopping area, this transition is as smooth as possible (the magnitude of non-circularity (k) is the smallest). Between the indicated sections, a section is made for stabilizing or centering the screw shaft in the hole, equal to 1-3 thread threads. This design is known as Duo-Taptite.

Геометрическое построение конструкции профиля резьбы Duo-Taptite такое же, что и Taptite. Недостатком конструкции является то, что она более сложна и трудоемка в изготовлении, требует специального сложного инструмента. Величина некруглости (к) на стопорящем участке по сравнению с резьбой Taptite уменьшается на 40-60%, что, естественно, увеличивает площадь контакта сопрягаемых деталей в гнезде, но также резко увеличивает трение и сопротивление резьбообразованию, а следовательно, и крутящий момент ввинчивания. The geometric construction of the Duo-Taptite thread profile design is the same as the Taptite. The disadvantage of the design is that it is more complex and laborious to manufacture, requires a special complex tool. The non-circularity (k) in the locking portion compared to the Taptite thread decreases by 40-60%, which, of course, increases the contact area of the mating parts in the socket, but also dramatically increases the friction and resistance to threading, and therefore the screwing torque.

За прототип принята конструкция резьбонакатывающего самостопорящегося винта, описанная в [11]. The design adopted thread-rolling self-locking screw, described in [11].

Целью изобретения является создание резьбонакатывающей самостопорящейся крепежной детали, обладающей более высокими стопорящими свойствами и небольшим крутящим моментом резьбообразования, повышение надежности и стойкости резьбового соединения с деталью предлагаемой конструкции, создание высокопрочного резьбового соединения. The aim of the invention is the creation of thread-rolling self-locking fasteners with higher locking properties and low torque threading, improving the reliability and durability of the threaded connection with the part of the proposed design, the creation of a high-strength threaded connection.

Предлагаемая конструкция профиля витка резьбы резьбообразующего стержня решает поставленные задачи: увеличение площади контакта вершин витков резьбообразующего стержня с резьбой в сопрягаемом отверстии, ведет к повышению стопорящих свойств этого стержня (т.к. вершины выдерживают большие знакопеременные нагрузки), к повышению надежности и стойкости резьбового соединения в целом, а при регулируемой величине некруглости (к) ведет к плавному нарастанию усилия резьбообразования при минимальном крутящем моменте, к более плавному формообразованию профиля резьбы в отверстии. The proposed design of the thread profile of the thread of the thread-forming rod solves the tasks: increasing the contact area of the tops of the turns of the thread-forming rod with the thread in the mating hole, leads to an increase in the locking properties of this rod (since the vertices withstand large alternating loads), to increase the reliability and stability of the threaded connection in general, and with an adjustable magnitude of non-circularity (k), it leads to a smooth increase in the force of thread formation with a minimum torque, to a smoother shape The profile of the thread in the hole.

Указанные задачи решаются за счет изменения профиля образующих дуг дугообразных вершин и сторон криволинейного многогранника. These problems are solved by changing the profile of the generators of the arcs of the arcuate vertices and sides of the curved polyhedron.

Отличие заявляемой резьбонакатывающей самостопорящейся крепежной детали от прототипа состоит в том, что на резьбообразующем стержне, имеющем в поперечном сечении форму криволинейного трехгранника или пятигранника с дугообразными сторонами и вершинами, имеющими радиусы различной величины, радиус дуг дугообразных вершин криволинейного трехгранника или пятигранника определяется из соотношения
r=0,39-0,50Dоп.,
где r - радиус образующей дуги дугообразной вершины криволинейного трехгранника или пятигранника,
Dоп. - диаметр описанной окружности криволинейного трехгранника или пятигранника.The difference between the claimed thread-rolling self-locking fasteners from the prototype is that on a thread-forming rod having a cross-sectional shape of a curved trihedron or pentahedron with arched sides and vertices having radii of various sizes, the radius of the arched vertices of curved triangles from a ratio of pentahedra
r = 0.39-0.50 Dop.,
where r is the radius of the generatrix of the arc of the arcuate vertex of a curved trihedron or pentahedron,
Dop. - the diameter of the described circle of a curved trihedron or pentahedron.

На резьбообразующем стержне радиус дуг дугообразных сторон криволинейного трехгранника или пятигранника определяется из соотношения
R≥0,59Dоп.,
где R - радиус образующей дуги дугообразной стороны криволинейного трехгранника или пятигранника.On a threaded rod, the radius of the arcs of the arched sides of a curved trihedron or pentahedron is determined from the relation
R≥0.59 Dop.,
where R is the radius of the generatrix of the arc of the arched side of a curved trihedron or pentahedron.

Получаемая форма профиля образующих дуг дугообразных сторон и вершин резьбового витка многогранного стержня детали является существенным отличием от прототипа, ведет к увеличению длины указанной образующей дуги, к увеличению ширины вершин в зоне перехода образующей дуги дугообразной стороны в образующую дугу дугообразной вершины, а следовательно, и увеличению площади вершины в этой зоне по ее бокам, что в конечном итоге ведет к увеличению площади контакта криволинейных образующих вершин детали с накатываемой резьбой в отверстии гнезда и получению более прочного резьбового соединения при минимальном крутящем моменте резьбообразования. The resulting profile shape of the arcing arcs of the arched sides and the vertices of the threaded coil of the polyhedral component rod is a significant difference from the prototype, leading to an increase in the length of the specified generatrix of the arc, to an increase in the width of the vertices in the transition zone of the arc of the arched side of the arc forming the arc of the arched vertex, and therefore to an increase the area of the vertex in this zone along its sides, which ultimately leads to an increase in the contact area of the curvilinear forming vertices of the part with the thread being rolled in the hole of the nests and obtaining a longer lasting screw connection at minimum torque rezboobrazovaniya.

Заявителю и авторам не известны аналогичные конструкции резьбонакатывающих самостопорящихся крепежных деталей, включающие отличительные признаки заявляемой резьбонакатывающей самостопорящейся крепежной детали, что позволяет считать предлагаемую конструкцию соответствующей условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень". The applicant and the authors are not aware of similar designs of thread-rolling self-locking fasteners, including the distinctive features of the inventive thread-rolling self-locking fasteners, which allows us to consider the proposed design in accordance with the patentability conditions of "novelty" and "inventive step".

Сущность изобретения и его отличия от прототипа поясняются чертежами. The invention and its differences from the prototype are illustrated by drawings.

Пример детали с трехгранным сечением стержня. An example of a part with a trihedral cross-section of a bar.

На фиг. 1 показано трехгранное поперечное сечение стержня резьбонакатывающего самостопорящегося винта с резьбой типа Taptite - прототип. In FIG. 1 shows a trihedral cross-section of a rod of a thread-rolling self-locking screw with a thread of the Taptite type — prototype.

На фиг. 2 показано трехгранное поперечное сечение стержня резьбонакатывающего самостопорящегося винта с дугообразной образующей витка резьбы предлагаемой формы. In FIG. 2 shows a trihedral cross-section of a rod of a thread-rolling self-locking screw with an arcuate forming a thread winding of the proposed shape.

На фиг. 3 показано поперечное сечение резьбового витка стержня винта с предлагаемой формой профиля образующей дуги, фиг. 2, в сравнении с прототипом, фиг.1. In FIG. 3 shows a cross section of a threaded coil of a screw shaft with the proposed profile shape of the generatrix of the arc, FIG. 2, in comparison with the prototype, figure 1.

Обозначения на чертежах. Designations in the drawings.

Фиг.1 - образующая дуга 1 дугообразной вершины, образующая дуга 2 дугообразной стороны криволинейного трехгранника, оси 3, расположенные по окружности через 120^o, точки 4, радиусы 5 и 6 противоположных дуг 1 и 2 дугообразных вершины и стороны криволинейного трехгранника, пунктирные прямые линии 7, 8, 9, проходящие через точки 4, образующие равносторонний треугольник, описанная окружность 10 криволинейного дугообразного трехгранника, некруглость 11.Figure 1 - forming an arc 1 of an arcuate vertex, forming an arc 2 of the arcuate side of a curved trihedron, axis 3, located around a circle through 120 ^o , points 4, the radii 5 and 6 of the opposite arcs 1 and 2 of the arcuate vertices and sides of a curved trihedron, dashed straight lines 7, 8, 9, passing through points 4, forming an equilateral triangle, the circumscribed circle 10 of a curved arcuate trihedral, non-circularity 11.

Фиг.2 - образующая дуга 12 дугообразной вершины, образующая дуга 13 дугообразной стороны криволинейного трехгранника, радиус 14 дуги 12, проведенный из точки 15, радиус 16 дуги 13, проведенный из точки 17, оси 18, расположенные друг от друга через 120^o, E1 - расстояние (эксцентриситет) от центра криволинейного трехгранника до точки 15, Е2 - расстояние (эксцентриситет) между точками 15 и 17 на осях 18, 19 - точка соединения образующих дуг 12 дугообразных вершин с образующими дугами 13 дугообразных сторон криволинейного трехгранника.Figure 2 - forming an arc 12 of an arcuate peak, forming an arc 13 of the arcuate side of a curved trihedron, radius 14 of arc 12, drawn from point 15, radius 16 of arc 13, drawn from point 17, axis 18, spaced from each other through 120 ^o , E1 is the distance (eccentricity) from the center of the curved trihedron to point 15, E2 is the distance (eccentricity) between points 15 and 17 on the axes 18, 19 is the point of connection of the arcing 12 arcuate vertices with the generating arcs 13 of the curved sides of the curved trihedron.

Фиг. 3 - наложение образующей дуги 20 предлагаемого профиля на известный профиль 21 прототипа, пунктирные прямые 22 и 23 - границы длины образующей дуги 1 дугообразной вершины прототипа, пунктирные прямые 24 и 25 - границы длины образующей дуги 12 дугообразной вершины предлагаемого профиля, дополнительные рабочие участки 26 при вершине криволинейного трехгранника. FIG. 3 - the imposition of the generatrix of the arc 20 of the proposed profile on the known profile 21 of the prototype, the dashed lines 22 and 23 are the boundaries of the length of the generatrix of the arc 1 of the arched top of the prototype, the dashed lines 24 and 25 are the boundaries of the length of the generatrix of the arc 12 of the arched top of the proposed profile, additional working sections 26 top of a curved trihedron.

Как видно из сравнения, фиг. 3, длина полученной образующей дуги 12, предлагаемого профиля, дугообразной вершины (между прямыми 24 и 25) намного больше длины образующей дуги 1 дугообразной вершины (между прямыми 22 и 23) известного профиля, типа Taptite. Ширина сектора, образуемого дугой 12, увеличилась с 60^o до 110^o. При этом величина некруглости 11 как известной, так и предлагаемой формы к=0,25 мм, т.е. одинаковая. Изменение профиля и увеличение длины дуги 12, соответственно, приводят к приращению площади по бокам вершин криволинейного трехгранника зоны 26, что в свою очередь ведет к увеличению площади контакта сопрягаемых деталей в резьбовом соединении, т.е. к увеличению стопорящих свойств. Некруглость (к) фигуры криволинейного многогранника может регулироваться на увеличение или уменьшение с последующим уменьшением или увеличением крутящего момента при изменении стопорящих свойств деталей.As can be seen from the comparison, FIG. 3, the length of the resulting generatrix of the arc 12, the proposed profile, the arched top (between lines 24 and 25) is much greater than the length of the generatrix of the arc 1 of the arched top (between lines 22 and 23) of a known profile, such as Taptite. The width of the sector formed by the arc 12, increased from 60 ^o to 110 ^o . Moreover, the non-circularity value 11 of both the known and the proposed shapes is k = 0.25 mm, i.e. same. Changing the profile and increasing the length of the arc 12, respectively, lead to an increase in the area on the sides of the vertices of the curved trihedron of zone 26, which in turn leads to an increase in the contact area of the mating parts in the threaded connection, i.e. to an increase in stopping properties. The non-circularity (k) of the figure of a curved polyhedron can be adjusted to increase or decrease, followed by a decrease or increase in torque when the locking properties of the parts change.

Работа резьбонакатывающего самостопорящегося винта. Work thread-rolling self-locking screw.

При вворачивании в гладкое отверстие вершины 12 резьбового витка внедряются в его стенку и выдавливают в нем канавку. Металл из канавки, перемещаясь радиально по боковым стенкам витка, формирует ответную резьбу в отверстии гнезда и образует прочное резьбовое соединение. When screwing into a smooth hole, the peaks 12 of the threaded turn are embedded in its wall and squeeze a groove in it. The metal from the groove, moving radially along the side walls of the coil, forms a mating thread in the hole of the socket and forms a strong threaded connection.

Построение криволинейного трехгранного профиля. Construction of a curved trihedral profile.

Для построения берем известные табличные величины - диаметр описанной окружности трехгранного стержня (Dоп.) и величину некруглости трехгранной фигуры (к), например, французской фирмы "Goben Dode", приведенные в [1]. To build, we take the known tabular values - the diameter of the circumscribed circle of the trihedral rod (Dop.) And the non-circularity of the trihedral figure (k), for example, of the French company "Goben Dode", given in [1].

Пример: Резьбонакатывающий самостопорящийся винт М 8 с метрической резьбой. Принимаем Dоп. = 8,13 мм при к=0,25 мм (8,13-7,88), подставляем в известные формулы прототипа, где
r=Dоп./2-3,741 к, a R=Dоп./2+2,741 к,
и, произведя соответствующие действия, получаем известный профиль резьбового стержня (Taptite). В данном случае радиус образующей дуги дугообразных вершин криволинейного трехгранника будет равен
r=8,13/2-3,741•0,25=3,129 мм,
а радиус образующей дуги дугообразных сторон трехгранника будет равен
R=8,13/2+2,741•0,25=4,750 мм.Example: Thread rolling self-locking screw M 8 with metric thread. Accept Dop. = 8.13 mm with k = 0.25 mm (8.13-7.88), we substitute in the well-known formulas of the prototype, where
r = Dop. / 2-3,741 k, a R = Dop. / 2 + 2,741 k,
and, by performing the appropriate actions, we get a known profile of a threaded rod (Taptite). In this case, the radius of the arc generatrix of the arcuate vertices of the curved trihedron will be equal to
r = 8.13 / 2-3.741 • 0.25 = 3.129 mm,
and the radius of the generatrix of the arc of the arched sides of the trihedron will be equal to
R = 8.13 / 2 + 2.741 • 0.25 = 4.750 mm.

На основании полученных размеров строят криволинейный трехгранный профиль, фиг.1. В результате построения получились два противолежащих сектора - маленький радиусом 5, равным 3,129 мм, и большой радиусом 6, равным 4,750 мм. Дуга 1 малого сектора касается окружности 10 и является образующей дугой дугообразной вершины криволинейного трехгранника, а противоположная дуга 2 большего сектора, тангенциально соединяясь с дугами 1 смежных вершин, является образующей дугой дугообразной стороны этого трехгранника. Оба сектора ограничены углом 60^o. Расстояние 11 между образующей дугой 2 и окружностью 10 является величиной некруглости (к) фигуры, равной 0,25 мм.Based on the obtained dimensions, a curved trihedral profile is constructed, Fig. 1. The construction resulted in two opposite sectors - a small radius of 5, equal to 3.129 mm, and a large radius of 6, equal to 4.750 mm. The arc 1 of the small sector touches the circle 10 and is the generative arc of the arcuate vertex of the curved trihedron, and the opposite arc 2 of the larger sector, tangentially joining the arcs 1 of adjacent vertices, is the generatrix of the arcuate side of this trihedron. Both sectors are limited by an angle of 60 ^o . The distance 11 between the generatrix of the arc 2 and the circle 10 is the magnitude of the non-circularity (k) of the figure, equal to 0.25 mm

Построение профиля предлагаемой формы, фиг.2. The construction of the profile of the proposed form, figure 2.

Резьбонакатывающий винт М 8, Dоп.=8,13 мм, к=0,25 мм. Из соотношений
r=0,39-0,50Dоп. и R≥0,59Dоп.Thread-rolling screw M 8, Dop. = 8.13 mm, k = 0.25 mm. From the relations
r = 0.39-0.50 Dop. and R≥0.59 Dop.

определяют радиус 14 образующей дуги 12 дугообразной вершины трехгранника и радиус 16 образующей дуги 13 дугообразной стороны трехгранника соответственно. Величина радиуса образующей дуги стороны ограничивается величиной радиуса образующей дуги вершины трехгранника. determine the radius 14 of the arc 12 of the arcuate vertex of the trihedron and the radius 16 of the arc 13 of the arcuate side of the trihedron, respectively. The radius value of the arc generatrix of the side is limited by the radius of the generatrix of the arc of the vertex of the trihedron.

При наименьших коэффициентах
r=0,390Dоп.=0,39•8,13=3,170 мм,
R=0,592Dоп.=0,592•8,13=4,812 мм,
дающие минимальное приращение площади вершины трехгранника.At the lowest ratios
r = 0.390 Dop. = 0.39 • 8.13 = 3.170 mm,
R = 0.592 Dop. = 0.592 • 8.13 = 4.812 mm,
giving the minimum increment of the area of the vertex of the trihedron.

При наибольших коэффициентах
r=0,5Dоп.=0,5•8,13=4,065 мм,
R=2,0Dоп.=2,0•8,13=16,26 мм.At the highest ratios
r = 0.5Dop. = 0.5 • 8.13 = 4.065 mm,
R = 2.0 Dop. = 2.0 • 8.13 = 16.26 mm.

При величинах эмпирических коэффициентов (r) менее 0,39 дугообразные образующие поверхности вершин и сторон криволинейного трехгранника предлагаемой формы накладываются на известные дугообразные образующие прототипа. При возрастании коэффициента r более 0,39 происходит увеличение длины образующей дуги дугообразной вершины резьбового витка, увеличение рабочей площади последней, увеличение площади самого резьбового витка, внедряющегося в материал отверстия, увеличение зоны контакта сопрягаемых резьбовых деталей, а следовательно, увеличение стопорящих свойств резьбовой детали и достижение более прочного резьбового соединения. When the values of empirical coefficients (r) are less than 0.39, the arcuate generatrix surfaces of the vertices and sides of the curved trihedron of the proposed shape are superimposed on the known arcuate generators of the prototype. With an increase in the coefficient r of more than 0.39, the length of the arc generatrix of the arcuate top of the threaded turn increases, the working area of the latter increases, the area of the threaded turn itself that penetrates into the hole material increases, the contact area of the mating threaded parts increases, and therefore the locking properties of the threaded part increase and achieving a stronger threaded connection.

ОАО "Этна" имеет большой опыт в изготовлении, установке и эксплуатации винтов с резьбовыдавливающим профилем типа Taptite. Конструкция резьбового стержня предлагаемой формы была изготовлена и испытана в лабораторных и производственных условиях. JSC "Etna" has extensive experience in the manufacture, installation and operation of screws with thread-extruding profile type Taptite. The design of the threaded rod of the proposed form was manufactured and tested in laboratory and production conditions.

В результате сравнительных проверок по построению известного профиля (Taptite) и предлагаемого (например, винт М 8) выяснилось, что криволинейная образующая нитки резьбы стержня на длине одного витка увеличилась на 3,8115 мм, или на 15,4%, а площадь поперечного сечения одного витка предлагаемого профиля увеличилась на 1,068 кв. мм, или на 2,2%. As a result of comparative checks on the construction of the known profile (Taptite) and the proposed one (for example, screw M 8), it turned out that the curved generatrix of the thread of the rod thread along the length of one turn increased by 3.8115 mm, or 15.4%, and the cross-sectional area one turn of the proposed profile increased by 1,068 square meters. mm, or 2.2%.

Испытания подтвердили высокие стопорящие свойства изделия, надежность конструкции в резьбовом соединении, технологичность в изготовлении. Величина крутящего момента ввинчивания винтов с предлагаемым профилем стержня не превышает крутящий момент аналогичных винтов с резьбой типа Taptite. Tests have confirmed the high locking properties of the product, the reliability of the design in a threaded connection, manufacturability in manufacturing. The magnitude of the screwing torque of the screws with the proposed rod profile does not exceed the torque of similar screws with a Taptite type thread.

Полученный при испытаниях положительный результат позволяет сделать вывод о "промышленной применимости" предложенной конструкции самостопорящего винта с резьбонакатывающей резьбой предлагаемого профиля. The positive result obtained during the tests allows us to conclude about the "industrial applicability" of the proposed design of a self-locking screw with thread rolling thread of the proposed profile.

Источники информации
1. Журнал "Автомобильная промышленность", 1992, 3, стр.20, "Самостопорящиеся крепежные детали", авторы В.А. Макаров, Г.В. Бунатян, В.А. Антонов.Sources of information
1. Magazine "Automotive industry", 1992, 3, p. 20, "Self-locking fasteners", authors V.A. Makarov, G.V. Bunatyan, V.A. Antonov.

2. Патент США 3195156, НКИ 10/10, 1965 (аналог 1). 2. US patent 3195156, NKI 10/10, 1965 (analogue 1).

3. Патент США 3918345, НКИ 85/45, 1975. 3. US patent 3918345, NKI 85/45, 1975.

4. Патент США 3246556, НКИ 85/46, 1966. 4. US patent 3246556, NKI 85/46, 1966.

5. Патент США 3263473, НКИ 72/88, 1966. 5. US patent 3263473, NKI 72/88, 1966.

6. Патент США 3426820, НКИ 151/22, 1969. 6. US patent 3426820, NKI 151/22, 1969.

7. Патент США 4040328, НКИ 85/46, 1977 (аналог 2). 7. US patent 4040328, NKI 85/46, 1977 (analogue 2).

8. Патент США 3681963, НКИ 72/88, 1972. 8. US patent 3681963, NKI 72/88, 1972.

9. Патент США 3803889, НКИ 72/88, 1974. 9. US patent 3803889, NKI 72/88, 1974.

10. Патент США 3978760, НКИ 85/47, 1976. 10. US patent 3978760, NKI 85/47, 1976.

11. Патент Великобритания 1009447, НКИ В 3 А, 1965 (прототип). 11. UK patent 1009447, NKI B 3 A, 1965 (prototype).

Claims

1. Thread-rolling self-locking fastener containing a threaded rod having a cross-sectional shape of a curved trihedron or pentahedron with arched sides and vertices having radii of various sizes, characterized in that the radius of the arcs of the arcuate vertices of a curved trihedron or pentahedron
r = 0.39-0.50 Dop. ,
where r is the radius of the arc of the arcuate generatrix of the vertex of a curved trihedron or pentahedron;
Dop. - the diameter of the described circle of a curved trihedron or pentahedron.

2. Thread-rolling self-locking fastener according to claim 1, characterized in that the radius of the arcs of the arched sides of the curved trihedron or pentahedron is determined from the ratio
R≥0.59 Dop. ,
where R is the radius of the arc of the arcuate generatrix of the side of a curved trihedron or pentahedron.