RU2743494C1 - Самостопорящая цанговая гайка - Google Patents
Самостопорящая цанговая гайка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743494C1 RU2743494C1 RU2020112572A RU2020112572A RU2743494C1 RU 2743494 C1 RU2743494 C1 RU 2743494C1 RU 2020112572 A RU2020112572 A RU 2020112572A RU 2020112572 A RU2020112572 A RU 2020112572A RU 2743494 C1 RU2743494 C1 RU 2743494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nut
- collet
- locking
- self
- thread
- Prior art date
Links
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/02—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
- F16B39/12—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by means of locknuts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
Изобретение относиться к конструкции резьбового соединения, исключающего самопроизвольное отвинчивание гайки при высоких нагрузках и вибрации, для крепления деталей и узлов в судовом и транспортном машиностроении, авиации и космонавтике, турбо- и гидроэнергетике, горнодобывающей и атомной промышленности и других областях. Самостопорящая цанговая гайка состоит из основной гайки с внутренней стандартной метрической резьбой, цанговой частью с продольными прорезями и наружной стандартной конусной резьбой, дополнительной контргайки с внутренней конусной резьбой, которая навинчена на цанговую часть гайки, и многолапчатой стопорной шайбы. Основная гайка выполнена с возможностью стопорения после ее затяжки за счет обжима цанговой части гайки при навинчивании на нее контргайки и устранения зазоров в резьбовых соединениях гайки с болтом и гайки с контргайкой, а также исключения самопроизвольного отвинчивания за счет фиксации стопорной шайбы в продольных прорезях цанговой части гайки и торцевых шлицах контргайки. Технический результат: обеспечение надежного и длительного срока службы крепления при высоких знакопеременных нагрузках, повышенной вибрации, широком диапазоне температур и в различных средах, включая подводную среду. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относиться к конструкции резьбовых соединений для крепления вибронагруженных деталей и узлов в судовом и транспортном машиностроении, авиации и космонавтике, турбо и гидроэнергетике, горнодобывающей и атомной промышленности и других областях.
Известны многочисленные традиционные конструкции резьбовых соединений с использованием различно типа гаек, с фиксацией их от отворачивания с помощью обычных контргаек, разнообразных упругих пружинных шайб, контрящих винтов, запрессованных нейлоновых колец, многочисленных одинарных или двойных стопорных шайб с отогнутыми лапками или отогнутым носком, а также разводных шплинтов для прорезных и корончатых гаек. Распространены и более радикальные способы стопорения резьбовых соединений посредством прихватки электросваркой, кернения резьбы и вязки мягкой проволокой через поперечные сверления гайки и болта. Общим недостатком традиционных конструкций резьбовых соединений является то, что простые варианты стопорения не обеспечивают надежную фиксацию гайки при знакопеременных и вибрационных нагрузках, требуют постоянного контроля затяжки, а более сложные в технологическом плане варианты, трудоемки в изготовлении и в монтаже. Варианты стопорения посредством прихватки электросваркой или кернением существенно усложняют демонтаж и портят резьбовое соединение. Кроме того, процесс монтажа резьбовых соединений с установкой шплинтов, стопорных шайб, вязкой проволокой, прихватками электросваркой или кернением значительно усложняется при плохой погоде на открытом воздухе, при работах на высоте, на эстакадах, в стесненных туннелях и отсеках судов, морских платформ, а также под водой.
Задачей изобретения является создание универсального, прочного и надежного резьбового соединения, исключающего самопроизвольное отворачивание гайки. Для этого предполагается выполнить следующие требования:
- обеспечение компактной и технологичной конструкции соединения;
- обеспечение быстрой и удобной сборки или разборки соединения;
- обеспечения высокой прочности и надежности резьбового соединения;
- использование существующих машиностроительных стандартов;
- использование существующих инструментов и механического оборудования;
- использование углеродистых, высоколегированных и нержавеющих сталей;
- использование цветных, титановых и алюминиевых сплавов;
- охват всего типоразмерного ряда резьбовых соединений;
- обеспечение универсальности конструкции во всем типоразмерном ряде;
- обеспечение широкого диапазона рабочих температур соединения;
- обеспечение защиты от коррозии;
- обеспечение длительного срока службы резьбового соединения при высоких знакопеременных нагрузках и повышенной вибрации без постоянного контроля затяжки и сохранности крепления.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемое резьбовое соединение имеет сборную конструкцию, состоящую из болта (дет. 1), основной гайки с внутренней стандартной метрической резьбой и цанговой частью с продольными прорезями и наружной стандартной конусной резьбой (дет. 2), а также дополнительной контргайки с внутренней конусной резьбой (дет. 3), которая навинчивается на цанговую часть гайки. Стопорение основной гайки после ее затяжки и прижима к опорной шайбе (дет. 4) осуществляется за счет обжима цанговой части при навинчивании на нее контргайки и устранения зазоров в резьбовых соединениях гайки с болтом и гайки с контргайкой. Такая конструкция, благодаря плотному обжиму цанговой части, устраняет зазоры в резьбовых соединениях, создает высокое трение за счет сдавливания металла по всей поверхности резьбы и обеспечивает надежное стопорение резьбового крепления. Для исключения самопроизвольного отвинчивания контргайки и ослабления обжима при экстремальных вариантах нагрузки предусмотрено ее стопорение на основной гайке с помощью специальной многолапчатой стопорной шайбы (дет. 5), зафиксированной в продольных прорезях цанговой части гайки и торцевых шлицах контргайки.
В зависимости от нагрузки на резьбовое соединение предлагаемая самостопорящая цанговая гайка может иметь два типа стопорения от отвинчивания:
- стопорение гайки без фиксации контргайки стопорной шайбой;
- стопорение гайки с фиксацией контргайки стопорной шайбой.
Принципиальная конструкция самостопорящей цанговой гайки с обжимом контргайкой конической части основной гайки наглядно изображена на рисунке №1 и может применяться для резьбовых креплений деталей и узлов механизмов, подверженных переменной нагрузке, но при отсутствии сильной вибрации.
Принципиальная конструкция абсолютно надежной самостопорящей цанговой гайки с обжимом контргайкой цанговой части основной гайки и ее фиксации от отворачивания стопорной шайбой показана на рисунке №2 и может применяться для крепления особо нагруженных узлов и механизмов, подверженных сильной знакопеременной вибрации.
По конструкции она полностью аналогична гайке, изображенной на рисунке N21.
Основное отличие заключается в том, что фиксация от отворачивания контргайки с цанговой части основной гайки осуществляется с помощью многолапчатой стопорной шайбы. На представленных рисунках №1 и №2 полностью раскрыта общая идея конструкции, предлагаемого резьбового соединения и ее техническая новизна. Для резьбовых соединений более М48 гайка и контргайка могут иметь не шестигранную, а цилиндрическую форму с радиальными отверстиями или шлицами под ключ.
Предложенная конструкция самостопорящей цанговой гайки отличается техническим изяществом, обеспечивает выполнение всех вышеперечисленных исходных требований, а анализ возможности ее использования дает следующие очевидные технологические и эксплуатационные преимущества по сравнению с традиционными резьбовыми соединениями и вариантами стопорения:
- исключение отвинчивания за счет обжима зазоров резьбы и повышенного трения;
- простота сборки и разборки резьбового крепления;
- возможность повторного использования гайки после вытяжки болта или шпильки;
- возможность использования резьбового крепления в недоступных местах;
- возможность использования резьбового крепления, как «механической сварки»;
- возможность в стационарных цеховых условиях изготовления и сборки гайки;
- высокий экспортный потенциал нового крепежного изделия благодаря удобству в работе, широкому диапазону использования и отсутствия зарубежных аналогов.
Еще одним важным преимуществом предлагаемого резьбового соединения является то, что оно может быть успешно использовано не только в судовом машиностроении, но и в других областях промышленности, где требуется абсолютная надежность крепления деталей и узлов, таких как автомобильный и железнодорожный транспорт, атомная промышленность, авиация и космонавтика.
Учитывая уникальность и универсальность указанного резьбового соединения, предлагается дать наименование новому типу гайки - самостопорящая цанговая гайка.
Предполагается, что после разработки чертежей, изготовления опытных образцов и проведения всех необходимых испытаний, уточнения типоразмерного ряда, окончательного выбора материалов, определения крутящих моментов затяжки гаек, отработки всей технологической цепочки изготовления деталей резьбового соединения будет сформулирована и подана новая заявка на оформление международного патента.
Предложенная конструкция резьбового крепления может стать основой для создания современного высокотехнологичного производства нового типа крепежных изделий и монопольного вывода на мировой рынок уникальной массовой продукции, не имеющей зарубежных аналогов и защищенной международным патентом.
Claims (1)
- Самостопорящая цанговая гайка, состоящая из основной гайки с внутренней стандартной метрической резьбой, цанговой частью с продольными прорезями и наружной стандартной конусной резьбой, дополнительной контргайки с внутренней конусной резьбой, которая навинчена на цанговую часть гайки, и многолапчатой стопорной шайбы, причем основная гайка выполнена с возможностью стопорения после ее затяжки за счет обжима цанговой части гайки при навинчивании на нее контргайки и устранения зазоров в резьбовых соединениях гайки с болтом и гайки с контргайкой, а также исключения самопроизвольного отвинчивания за счет фиксации стопорной шайбы в продольных прорезях цанговой части гайки и торцевых шлицах контргайки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020112572A RU2743494C1 (ru) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Самостопорящая цанговая гайка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020112572A RU2743494C1 (ru) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Самостопорящая цанговая гайка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2743494C1 true RU2743494C1 (ru) | 2021-02-19 |
Family
ID=74666329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020112572A RU2743494C1 (ru) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | Самостопорящая цанговая гайка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2743494C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1263924A1 (ru) * | 1985-03-27 | 1986-10-15 | Предприятие П/Я Р-6702 | Стопорна гайка |
| SU1820056A1 (en) * | 1991-03-05 | 1993-06-07 | Enver M Mansurov | Self-stopping nut |
| RU2501993C2 (ru) * | 2009-01-16 | 2013-12-20 | Ноймайер Тэкфор Холдинг Гмбх | Самостопорящееся резьбовое соединение |
| CN111306173A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-06-19 | 扬州工业职业技术学院 | 一种筒夹结构式防松螺母 |
-
2020
- 2020-03-25 RU RU2020112572A patent/RU2743494C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1263924A1 (ru) * | 1985-03-27 | 1986-10-15 | Предприятие П/Я Р-6702 | Стопорна гайка |
| SU1820056A1 (en) * | 1991-03-05 | 1993-06-07 | Enver M Mansurov | Self-stopping nut |
| RU2501993C2 (ru) * | 2009-01-16 | 2013-12-20 | Ноймайер Тэкфор Холдинг Гмбх | Самостопорящееся резьбовое соединение |
| CN111306173A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-06-19 | 扬州工业职业技术学院 | 一种筒夹结构式防松螺母 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2472982C2 (ru) | Усовершенствованные гайка и болт | |
| AU2017206268B2 (en) | A Tensioning Apparatus | |
| US5282707A (en) | Fastening system for locking nut with torque indicating marks | |
| US6361085B2 (en) | Apparatus for reducing fastener bending stress in flanged connections | |
| RU2743494C1 (ru) | Самостопорящая цанговая гайка | |
| Sakai | Mechanism for a bolt and nut self loosening under repeated bolt axial tensile load | |
| CN112032171B (zh) | 一种用于铁塔可检测拧紧度的新型螺栓 | |
| CN111306173A (zh) | 一种筒夹结构式防松螺母 | |
| USH1981H1 (en) | Bearing stress-free locking device | |
| CN208153521U (zh) | 防松螺栓螺母结构总成 | |
| CN209370270U (zh) | 一种防松螺母 | |
| RU98506U1 (ru) | Резьбовое соединение (варианты) | |
| GB2362936A (en) | Device for holding together broken fasteners | |
| RU208366U1 (ru) | Съемный фиксатор головки болта при завинчивании или отвинчивании гайки крепления нижнего пальца шатуна | |
| RU2561895C1 (ru) | Устройство соединения деталей газотурбинной установки | |
| US9574587B2 (en) | Preloading a fastener of a mechanical fitting | |
| Finkelston et al. | Advances in high-performance mechanical fastening | |
| CN219299748U (zh) | 金属垫圈、其防松结构及其防松螺纹副 | |
| US11708850B2 (en) | Self-tightening fastening apparatus for vibrating work-parts | |
| Ripsch et al. | Assembling bolted joints under water: Influence of a surrounding medium on bolt preload and slip factor | |
| RU2303717C1 (ru) | Способ н.в. землякова стопорения контргайки относительно крепежной гайки | |
| Li et al. | Research on Anti-loosening Technology of Transmission Line Bolts | |
| GB2218455A (en) | Quick release fastener | |
| EP3795847A1 (en) | Washer | |
| JPH0669421U (ja) | 耐食性締結具 |