SU1622665A1

SU1622665A1 - Self-locking threaded fastener

Info

Publication number: SU1622665A1
Application number: SU884472742A
Authority: SU
Inventors: Олег Васильевич Соловьев
Original assignee: О.В Соловьев
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1991-01-23

Abstract

Изобретение относитс к области машиностроени , а именно к самостопор щлмсч 27,-2Л крепежным резьбовым элементам. Цель изобретени - повышение долговечности и надежности Резьбовой элемент содержит корпус с резьбовой частью и элементами под ключ Корпус выполнен пустотелым с единой замкнутой оболочкой, у которой резьбова часть выполнена выпуклой При навинчивании гайки 3 на болт 1 происходит взаимное упругое деформирование резьбовых частей 4 и 2 в радиальном направлении и образуетс га- рантиоовачннй в резьбе п ределах упругой деформации сгенок 5 ил Ё О N5 ГО О О елThe invention relates to the field of mechanical engineering, namely to a self-locking clamp 27, -2L fastener thread elements. The purpose of the invention is to increase durability and reliability. The threaded element includes a housing with a threaded part and turnkey elements. The housing is made hollow with a single closed shell, in which the threaded part is convex. When the nut 3 is screwed onto the bolt 1, mutual elastic deformation of the threaded parts 4 and 2 takes place in the radial direction and forms a guarantee in the thread, within the limits of the elastic deformation, of the strain of 5 or Å of N5

Description

Изобретение относитс к машиностроению , преимущественно к резьбовым соединени м , и может быть использовано во всех отрлсл х народного хоз йства.The invention relates to mechanical engineering, primarily to threaded connections, and can be used in all branches of the national economy.

Цель изобретени - повышение долговечности и надежности резьбового соединени .The purpose of the invention is to increase the durability and reliability of the threaded connection.

На фиг. 1 изображены пустотелые элементы резьбового соединени , разъемное состо ние; на фиг. 2 - то же, нагруженное состо ние; на фиг. 3 - резьбовое соединение с охватываемым элементом из сплошного металла и пустотелым охватывающим элементом, свободное (незат нутое) состо ние; на фиг. 4 - то же, нагруженное состо ние , на фи 5 - резьбовое соединение с пустотелым о в швлемым элементом и охватывающим из сплошного металла (полна шпилька устаноолена в корпусе)FIG. Figure 1 shows the hollow elements of a threaded joint, detachable state; in fig. 2 - the same, loaded state; in fig. 3 — threaded connection with a male-made solid metal element and a hollow female element, free (open) state; in fig. 4 - the same, loaded condition, on fig 5 - threaded connection with a hollow shaft in the element and covering from a solid metal (full stud installed in the body)

Самостопор щийс крепежный резьбовой элемент имеет корпус с резьбовой частью и элементом под ключ. Корпус выполнен пустотелым с единой замкнутой оболочкой , у которой резьбова часть выполнена выпуклой.The self-locking fastener threaded element has a housing with a threaded part and a turnkey element. The body is made hollow with a single closed shell, in which the threaded part is made convex.

Охватываемый элемент 1, например болт, выполнен с выпуклой резьбовой частно 2. Охватывающий элемент 3, например гайка,- с выпуклой резьбовой частью 4. Каждый элемент может быть изготовлен минимум из двух заготовок, полученных штамповкой из листового металла и соединенных диффузионной сваркой, что способствует увеличению их механических свойствCovered element 1, such as a bolt, is made with a convex threaded part 2. The covering element 3, such as a nut, has a convex threaded part 4. Each element can be made of at least two blanks made by stamping from sheet metal and joined by diffusion welding, which contributes increase their mechanical properties

В разъемном состо нии элемент 1 имеет максимальный диаметр резьбовой поверхности , равный ri+2h. где d - наружный номинальный диаметр данного типа резьбы , hi - максимальна величина выпуклости (фиг.1). Элемент 3 имеет минимальный диаметр резьбовой поверхности, равный DI - 2h2, где Di - внутренний номинальный диаметр резьбы, h2 - максимальна величина выпуклости.In the detachable state, element 1 has a maximum diameter of the thread surface equal to ri + 2h. where d is the outer nominal diameter of this type of thread, hi is the maximum amount of convexity (figure 1). Element 3 has a minimum diameter of the threaded surface equal to DI - 2h2, where Di is the internal nominal diameter of the thread, h2 is the maximum convexity value.

Величина выпуклости hi резьбовой части 2 болта 1 находитс в пределах 0 h 1 А1 , а величина выпуклости резьбовой час.и 4 гайки 3 в пределах 0 ha SA2 , где Дч и А2 - абсолютна максимальна величина допуска на наружный диаметр резьбы болта 1 и внутренний диаметр гай ки 3The amount of convexity hi of the threaded part 2 of the bolt 1 is within 0 h 1 A1, and the amount of convexity of the threaded part and 4 nuts 3 is within 0 ha SA2, where HH and A2 are the absolute maximum tolerance for the outer diameter of the bolt 1 and the inner diameter guy ki 3

Таким образом, величина выпуклости резьбовой части крепежного элемента в общем случае определ етс из соотношени 0 h А, где h - величина выпуклости резьбовой части, равна половине абсолютной величины разницы между диаметром выпуклости и номинальным диаметромThus, the convexity value of the threaded part of the fastener is generally determined from the relation 0 h А, where h is the convexity value of the threaded part, equal to half the absolute value of the difference between the convexity diameter and the nominal diameter

резьбового элемента и выступам его резьбы , А- максимальна абсолютна величина допуска на диаметр резьбового элемента по выступам его резьбы.the threaded element and the protrusions of its thread, A - the maximum absolute value of the tolerance on the diameter of the threaded element along the protrusions of its thread.

Толщина Т стенки резьбовой частиThreaded wall thickness T

оболочки определ етс из соотношени 0,85 Т 1,55, где 5 - шаг резьбы, что обеспечивает деформируемость резьбовых поверхностей в необходимых пределах.The shell is determined from the ratio of 0.85 T 1.55, where 5 is the thread pitch, which ensures the deformability of the threaded surfaces within the required limits.

Причем дл гаек, испытывающих на себе действие сжимающих сил, целесообразно примен ть нижнюю границу диапазона по толщине стенки.Moreover, for nuts experiencing the effect of compressive forces, it is advisable to use the lower limit of the range along the wall thickness.

При навинчивании гайки 3 на болт 1When screwing nut 3 onto bolt 1

происходит взаимное упругое деформирование резьбовых поверхностей 2 и 4 в радиальном направлении и образуетс гарантированный нат г в резьбе, в пределах упругой деформации стенок. Рабочие поверхности витков болта 1 и гайки 3 прижимаютс друг к другу максимальными выпуклост ми. Обычно это витки в середине резьбовых поверхностей, при этом крайние к торцам витки, например, у гайки 3 остаютс пока свободными (фиг. 3).mutual elastic deformation of the threaded surfaces 2 and 4 occurs in the radial direction and a guaranteed tension is formed in the thread, within the limits of the elastic deformation of the walls. The working surfaces of the turns of the bolt 1 and the nuts 3 are pressed against each other with maximum bulges. Usually, these are turns in the middle of the threaded surfaces, while the turns that are extreme to the ends, for example, at the nut 3 remain free (Fig. 3).

При зат гивании первыми воспринимают осевую нагрузку Р витки в середине резьбовой поверхности 4 гайки 3 (фиг, 2 и 4), а не первые витки, как у известных конструкций.When tightening, the first perceive the axial load P turns in the middle of the threaded surface 4 of the nut 3 (FIGS. 2 and 4), and not the first turns, as in known structures.

Это дает существенный положительный эффект в части создани одинаковых условий работы и равномерного распределени нагрузки между всеми взаимодействующими витками. Далее по мере возрастани осевойThis gives a significant positive effect in terms of creating the same working conditions and evenly distributing the load between all the associated turns. Further, with increasing axial

нагрузки Р и радиального деформировани стенок начинают воспринимать нагрузку крайние к торцовым поверхност м гайки 3 витки. Все больше начинает испытывать на себе гайка 3 действие сжимающих сил, которые увеличивают потенциальную энергию упругой деформации радиального сжати О резьбовой поверхности 4 пропорционально нагрузке. Рабочие поверхности витков гайки 3 плотнее обхватываютloads P and radial deformation of the walls begin to take the load at the end of the nut end of the nut 3 turns. Increasingly, the nut 3 begins to experience the effect of compressive forces, which increase the potential energy of the elastic deformation of the radial compression O of the threaded surface 4 is proportional to the load. The working surfaces of the turns of the nut 3 tightly bow

5 рабочие поверхности витков болта 1, что увеличивает трение по рабочим поверхност м в резьбе и исключает самоотвинчивание , повыша тем самым надежность соединени .5, the working surfaces of the turns of the bolt 1, which increases the friction on the working surfaces in the thread and eliminates self-unscrewing, thereby increasing the reliability of the connection.

0Осева нагрузка Р, в том числе и знакопеременна , действующа на болт 1, воспринимаетс радиальной упругой деформацией его стенок и через резьбу стенками гайки 3. Известно, что зкакопеременна на5 грузка вызывает изменение величины диаметра резьбовой поверхности болта 1. Резьбова поверхность 4 гайки 3 после зат жки , облада запасом потенциальной энергии радиального сжати Q, отележивает и компенсирует изменени резьбового диаметрального размера болта 1, обеспечива максимальную физическую площадь контакта между рабочими поверхност ми витков. Это существенно снижа- ет удельное давление на рабочих поверхност х витков, повышает их контактную и усталостную прочность, что ведет к повышению долговечности и надежности соединени .The axial load P, including the alternating sign acting on bolt 1, is perceived by the radial elastic deformation of its walls and through the thread by the walls of the nut 3. It is known that changing the load on 5 causes a change in the diameter value of the threaded surface of the bolt 1. The threaded surface 4 of the nut 3 after the load , possesses a reserve of potential energy of radial compression Q, ostitszhivaet and compensates for changes in the threaded diametral size of the bolt 1, providing the maximum physical area of contact between the working surfaces and turns. This significantly reduces the specific pressure on the working surfaces of the turns, increases their contact and fatigue strength, which leads to an increase in the durability and reliability of the connection.

Компенсаци погрешности изготовлени и сборки, изменение геометрических размеров в зависимости от колебани температуры или в результате износа (истирани ) обеспечиваетс прогибом выпуклостей резьбовых поверхностей 2 и 4. Сочетание упругости резьбовых поверхностей с коробчатой формой, выполненной в виде единой оболочки, значительно повышает несущую способность и долговечность резьбового соединени .Compensation of manufacturing and assembly errors, changing the geometric dimensions depending on temperature fluctuations or as a result of wear (abrasion) is provided by deflection of the protuberances of the threaded surfaces 2 and 4. The combination of the elasticity of the threaded surfaces with a box-like shape, significantly increases the carrying capacity and durability threaded connection.

Таким образом, предлагаема конструкци резьбового соединени , выполнен на с гарантированным нат гом в радиальном направлении в пределах упругой деформации стенок резьбовых поверхностей , более равномерно перераспредел ет усили от осевой нагрузки между витками, в результате чего увеличивлг к -1нпичг гd .Thus, the proposed design of the threaded joint, made with a guaranteed tension in the radial direction within the elastic deformation of the walls of the threaded surfaces, more uniformly redistributes the forces from the axial load between the turns, resulting in an increase to -1 npichg gd.

г g

Фиг 2Fig 2

ка площадь контакта и трение по рабочим поверхност м резьбы, что исключает самоотвинчивание , повышает долговечность и надежность соединени , а также существенно снижаетс масса конструкцииthe contact area and friction on the working surfaces of the thread, which eliminates self-unscrewing, increases the durability and reliability of the joint, and also significantly reduces the mass of the structure

Claims

Claims of the invention A self-locking fastening threaded element comprising a housing with a threaded part and turnkey elements, characterized in that, in order to increase durability and reliability, the housing is hollow with a single closed shell, in which the threaded part is made convex, and the wall thickness T the threaded part of the shell is determined from the ratio

0. 1.5S. where S is the thread pitch, and the convexity h is from

L.

where h is the amount of convexity of the threaded part, equal to half the absolute value of the difference between the diameter of the convexity and the nominal diameter of the threaded element along the protrusions of its thread,

D - the maximum absolute value of the tolerance on the diameter of the threaded element for you - we e-Q ppjbt u

Figz

Fiel