Гайка з обмеженим моментом затягування

Гайка з обмеженим моментом затягування, яка складається з різьбового корпусу, з конусною зовнішньою поверхнею, та охоплюючої його втулки, з конічно-циліндричною внутрішньою поверхнею, з'єднаних між собою пресовою посадкою на суміщених конічних поверхнях, причому охоплююча втулка виконана довшою за різьбовий корпус, і при складанні зі сторони опорної поверхні гайки утворене піднутрення, яка відрізняється тим, що гайка виконана з проміжною конічною втулкою, конічна внутрішня поверхня якої виконана однаковою з зовнішньою конічною поверхнею різьбового корпусу з конусністю самостопоріння поверхонь, а конічна зовнішня поверхня - однаковою з конічною внутрішньою поверхнею конічно-циліндричної втулки з конусністю, більшою конусності самостопоріння поверхонь, причому відстань l від нижнього торця різьбового конічного корпусу до опорної по верхні конічно-циліндричної втулки - довжина піднутрення - визначається в залежності від необхідного розрахункового моменту затягування за формулою: Корисна модель відноситься до загального машинобудування і може бути використана у різьбових з'єднаннях деталей машин і механізмів з інтенсивним режимом роботи. Відома гайка з обмеженим моментом затягування (див. А.С. СССР №673769, F16В31/02, 37/00, 1978р.), яка складається з різьбового корпусу та охоплюючої його втулки, з'єднаних між собою пресовою посадкою, причому взаємодіючі між собою зовнішня поверхня різьбового корпуса і внутрішня поверхня втулки виконані ступінчастими, утворюють камеру, в якій розміщена в'язка речовина. Основними недоліками такої гайки з обмеженим моментом затягування є те, що в умовах значного динамічного навантаження та зміні темпера турних режимів вона має низьку несучу здатність незначне осьове навантаження. Відома гайка з обмеженим моментом затягування (див. А.С. СССР №566034, F16В31/02, 37/00, 1977р.), яка складається з різьбового корпусу, охоплюючої його втулки, з'єднаних між собою пресовою посадкою, причому охоплююча втулка виконана довшою за різьбовий корпус І при складанні верхні торці охоплюючої втулки і різьбового корпуса розміщені в одній площині, а зі сторони опорної поверхні гайки утворене піднутрення, в яке встановлений пружний елемент, наприклад, тарілчаста пружина. Основними недоліками такої гайки з обмеженим моментом затягування є те, що в умовах значного динамічного навантаження і температурних 2M[( l d2 2 d1 2 d2 d1 1)E2 ( d2 2 d2 d2 d2 2 E1E2f 2d1(D2 D1) 2 )E1] , (13) 53369 (11) UA (19) D1 , і D2 - відповідно зовнішні діаметри меншої (нижньої) та більшої (верхньої) основ різьбового корпусу; d1 - середній діаметр різьби; d2 - зовнішній діаметр конічно-циліндричної втулки або діаметр вписаного кола, наприклад, шестикутника чи квадрата, коли поверхня гранована; 1 і 2 - коефіцієнти Пуассона, відповідно для матеріалів різьбового корпусу та конічно-циліндричної втулки; E1 і E 2 - модулі пружності першого роду, відповідно для матеріалів різьбового корпусу та конічноциліндричної втулки; f - коефіцієнт тертя в з'єднанні різьбового корпусу з проміжною конічною втулкою. U де M - розрахунковий момент затягування гайки; d - середній діаметр зовнішньої конічної поверхні різьбового корпусу, який рівний d (D2 D1) / 2 , де 3 53369 умов швидко зменшується несуча здатність її пресового з'єднання, а значить осьове навантаження в цілому. Відома складена гайка (див. А..С СССР №550495, F16В37/00, 1977р.), найбільш близька за своєю технічною суттю до запропонованої корисної моделі, яка складається з різьбового корпусу, з конусною зовнішньою поверхнею, та охоплюючої його втулки, з конічно-циліндричною внутрішньою поверхнею, з'єднаних між собою пресовою посадкою на суміщених конічних поверхнях, а так як охоплююча втулка виконана довшою за різьбовий корпус і при складанні верхні торці охоплюючої втулки і різьбового корпуса розміщені в одній площині, тоді зі сторони опорної поверхні гайки утворене піднутрення, тобто різьбовий корпус знаходиться у висячому стані. Основним недоліком такої складеної гайки є те, що вона володіє значною жорсткістю і в умовах з інтенсивним режимом роботи недостатньо гасить значні динамічні навантаження, які нерівномірно розподіляються на витках різьби, а із-за цього зменшується надійність і довговічність різьбового з'єднання в цілому. Задача корисної моделі - підвищення міцності, надійності та довговічності різьбового з'єднання за рахунок більш рівномірного розподілення навантаження на витки різьби в умовах з інтенсивним режимом роботи, тобто при значному динамічному навантаженні. Технічний результат досягається тим, що гайка виконана з проміжною конічною втулкою, конічна внутрішня поверхня якої виконана однаковою з зовнішньою конічною поверхнею різьбового корпусу з конусністю самостопоріння поверхонь, а конічна зовнішня поверхня - однаковою з конічною внутрішньою поверхнею конічно-циліндричної втулки з конусністю більшою конусності самостопоріння поверхонь, причому відстань l від нижнього торця різьбового конічного корпусу до опорної поверхні конічно-циліндричної втулки - довжина піднутрення визначається в залежності від необхідного розрахункового моменту затягування за формулою: 2M[( d2 2 d1 2 d2 d1 1)E2 ( d2 2 d2 d2 d2 2 2 )E1] , E1E2f 2d1(D2 D1) де М - розрахунковий момент затягування гайки; d - середній діаметр зовнішньої конічної поверхні різьбового корпусу, який рівний d=(D1+D2)/2, де D1, і D2 - відповідно зовнішні діаметри меншої (нижньої) та більшої (верхньої) основ різьбового корпусу; d1 - середній діаметр різьби; d2 - зовнішній діаметр конічно-циліндричної втулки або діаметр вписаного кола, наприклад, шестикутника чи квадрата, коли поверхня гранована; 1 і 2 - коефіцієнти Пуассона, відповідно для матеріалів різьбового корпусу та конічно-циліндричної втулки; E1 і E2 модулі пружності першого роду, відповідно для матеріалів різьбового корпусу та конічноциліндричної втулки; f - коефіцієнт тертя в з'єднанні різьбового корпусу з проміжною конічною втулкою. l 4 Запропонована корисна модель гайки з обмеженим моментом затягування підвищує надійність та довговічність різьбового з'єднання за рахунок більш рівномірного розподілення навантаження на витки різьби в умовах з інтенсивним режимом роботи. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на Фіг.1 показана гайка з обмеженим моментом затягування, загальний вигляд, до початку роботи; на Фіг.2 показано те, що на Фіг.1, після затягування до розрахункового моменту. Гайка з обмеженим моментом затягування складається з різьбового корпусу 1, конічноциліндричної втулки 2 і проміжної втулки 3. Конічна внутрішня поверхня проміжної втулки 3 і конічна зовнішня поверхня різьбового корпусу 1 виконані однаковими з конусністю, що забезпечує їх самостопоріння при обертанні одне відносно одного, а конічна зовнішня поверхня виконана однаковою з конічною внутрішньою поверхнею конічноциліндричної втулки з конусністю, що виключає самостопоріння цих поверхонь при обертанні одне відносно одного. На верхньому торці гайки в місці контакту проміжної втулки 3 і конічно-циліндричної втулки 2 виконаний отвір 4, у який, при згвинчуванні гайки встановлюється штифт 5. Гайку з обмеженим моментом затягування складають у такому порядку. На початку різьбовий корпус 1 вставляють у проміжну втулку 3 до суміщення торців, тобто з'єднують між собою конусною посадкою. Далі зібраний різьбовий корпус 1 з проміжною втулкою 3 встановлюють у конічноциліндричну втулку 2 з конусною посадкою на суміщених конічних поверхнях. Так як конічноциліндрична втулка 2 виконана довшою за різьбовий корпус 1 і проміжну втулку 3, тоді при складанні зі сторони опорної поверхні гайки утворене піднутрення з довжиною l, тобто різьбовий корпус 1 з проміжною втулкою 3 знаходяться у висячому стані. Гайка з обмеженим моментом затягування працює так. При загвинчуванні гайки момент затягування прикладається до конічно-циліндричної втулки 2, а далі через конусну посадку на суміщених конічних поверхнях між конічно-циліндричною втулкою 2 і проміжною втулкою 3 передається на різьбовий корпус 1, через конусну посадку на суміщених конічних поверхнях між проміжною втулкою 3 і різьбовим корпусом 1. Далі різьбовий корпус 1 отримує осьове переміщення відносно проміжної втулки 3, внаслідок чого відбувається більш рівномірний розподіл тиску на витках різьби і створюється додатковий радіальний натяг у з'єднанні конусних поверхонь різьбового корпуса 1 і проміжної втулки 3. При досягненні розрахункового моменту М, під дією осьової сили, яка створюється у різьбі, різьбовий корпус 1 переміщається у крайнє нижнє положення так, що його нижній торець ввійде в контакт з опорною поверхнею з'єднуваної деталі 6. Під дією створеної осьової сили, яка одночасно розтягує різьбовий стержень 7, наприклад, болта в межах пружних деформацій, у стику між проміжною втулкою 3 і конічно 5 53369 циліндричною втулкою 2 виникне послаблення до утворення дуже малого зазору , що забезпечить холостий поворот конічно-циліндричної втулки 2 відносно проміжної втулки 3. Це свідчить, що затягування різьбового з'єднання завершене. При згвинчуванні гайки конічно-циліндрична втулка 2 провертається навколо проміжної втулки 3 до співпадання півотворів отвору 4 в котрий встановлюється штифт 5, який забезпечує згвин Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 6 чування гайки з різьбового стержня, наприклад, болта. Випробовування гайки з обмеженим моментом затягування у виробничих умовах показали позитивні результати. Запропонована корисна модель гайки з обмеженим моментом затягування підвищує надійність та довговічність різьбового з'єднання за рахунок більш рівномірного розподілення навантаження на витки різьби в умовах з інтенсивним режимом роботи. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601