фланцевый болт с фасонной головкой
Классы МПК: | F16B23/00 Головки болтов или винтов особой формы, приспособленные для вращения инструментом F16B35/00 Болты; анкерные болты и связи; шпильки; винты установочные и стопорные F16B35/02 составные по длине F16B35/04 с особой формой головки или стержня для фиксации их в корпусе F16B35/06 головка особой формы |
Автор(ы): | Закиров Д.М., Лавриненко Ю.А., Гильманов Ф.С., Хайруллин А.А., Паламарчук А.П., Мусин Р.А., Напалков А.В. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Автонормаль", Открытое акционерное общество "АвтоВАЗ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-05-16 публикация патента:
27.05.2001 |
Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при автоматической сборке резьбовых соединений. Фланцевый болт с фасонной головкой содержит резьбовой стержень, фланец с опорной поверхностью и фасонную головку с наружными элементами зацепления под монтажный инструмент, выполненными в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам. Опорная поверхность фланца имеет поднутреннюю галтель и выполнена тарельчатой. Высота фланца h определяется соотношением
![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168077/2168077-1t.gif)
где dс - диаметр стержня болта на нагруженном участке с наименьшим сечением; Dг - наружный диаметр головки по выступам; Dф - диаметр фланца,
- угол наклона опорной поверхности; dn - диаметр подголовка; b - глубина поднутренной галтели. Фланцевый болт с фасонной головкой обладает низким весом и высокой прочностью в осевом направлении, обеспечивает высокую стабильность затяжки и имеет стопорящие свойства. 1 ил.
Рисунок 1
![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168077/2168077-1t.gif)
где dс - диаметр стержня болта на нагруженном участке с наименьшим сечением; Dг - наружный диаметр головки по выступам; Dф - диаметр фланца,
![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168017/947.gif)
Формула изобретения
Фланцевый болт с фасонной головкой, содержащий резьбовой стержень, фланец с опорной поверхностью и фасонную головку с наружными элементами зацепления под монтажный инструмент, выполненными в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам, отличающийся тем, что опорная поверхность фланца имеет поднутреннюю галтель и выполнена тарельчатой, при этом высота фланца h определяется соотношением![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168077/2168077-5t.gif)
где dс - диаметр стержня болта на нагруженном участке с наименьшим сечением;
Dг - наружный диаметр головки по выступам;
Dф - диаметр фланца;
![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168017/947.gif)
dп - диаметр подголовка;
b - глубина поднутренной галтели.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при автоматической сборке резьбовых соединений. Известен болт с шестигранной головкой с уменьшенным размером под ключ и одновременно уменьшенной высотой головки (Петриков В.Г., Власов А.П. Прогрессивные крепежные изделия. - М.: Машиностроение, 1991. - С. 11). Использование уменьшенного размера под ключ характерно для соединений с низким крутящим моментом предварительной затяжки болта, уменьшенной высотой головки болта - для соединений, работающих на поперечный срез. Подобные болты непригодны для использования в соединениях, воспринимающих при эксплуатации высокие осевые нагрузки по следующим причинам: во- первых, шестигранные головки с уменьшенным размером под ключ не обеспечивают передачу высоких крутящих моментов, необходимых для создания требуемых усилий предварительной затяжки; во-вторых, на основании практического опыта и экспериментальных данных установлено, что при малой высоте головки происходит ее срез по цилиндрической поверхности диаметром, равным диаметру стержня болта. Поэтому болты с шестигранной головкой высотой менее 0,6 диаметра стержня для этих целей не применяют (Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. - М.: Машиностроение, 1990. - С. 162). Для соединений, воспринимающих при эксплуатации высокие осевые нагрузки, применяют высокопрочные болты с шестигранными головками, имеющие размеры под ключ нормального ряда с подкладной плоской шайбой или с фланцем. Эти болты имеют достаточную прочность, но не позволяют решить задачу по уменьшению их веса. Известен болт, содержащий фасонную головку с наружными элементами зацепления, выполненными в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам (патент РФ 2091617, кл. F 16 B 23/00, 1997). Известный болт обладает уменьшенным весом за счет фасонной конструкции головки, но не предназначен для соединений, воспринимающих высокие осевые нагрузки. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является фланцевый болт с фасонной головкой, содержащий резьбовой стержень, фланец с опорной поверхностью и фасонную головку с наружными элементами зацепления под монтажный инструмент, выполненными в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам (патент США 5137407, кл. МКИ F 16 B 23/00, НКИ 411/404, 1992). Такой болт может применяться в соединениях, воспринимающих высокие осевые нагрузки. Он имеет фасонную головку с уменьшенным весом и фланец с опорной поверхностью, но обладает некоторыми недостатками. 1. Исполнение сопряжения между стержнем и опорной поверхностью по радиусу не позволяет использовать болт в соединениях, где недопустимо уменьшение площади опорной поверхности за счет увеличения диаметрального размера фаски сопрягаемого отверстия. 2. Исполнение опорной поверхности фланца плоской приводит к неравномерному распределению контактного давления и увеличивает концентрацию напряжений под головкой, вследствие чего для обеспечения требуемой прочности не представляется возможным уменьшить высоту фланца, а следовательно, и вес болта. 3. В процессе эксплуатации при знакопеременных нагружениях возможна потеря усилия предварительной затяжки. 4. Поскольку осевая прочность данной фасонной головки с фланцем зависит от высоты фланца, а известное техническое решение не определяет высоту фланца, то практическое применение данного болта является затруднительным, так как возникает необходимость в проведении большого количества экспериментальных работ по определению наименьшей высоты фланца, сохраняющей при этом высокую осевую прочность фасонной головки с фланцем для каждого конкретного типоразмера болта. 5. Болт не имеет стопорящих свойств. Предлагаемым изобретением решается задача создания фланцевого болта с фасонной головкой, обладающего низким весом и высокой прочностью в осевом направлении, обеспечивающего длительную эксплуатацию при знакопеременных нагружениях без потери усилия предварительной затяжки, а также обеспечивающего высокую стабильность затяжки и имеющего стопорящие свойства. Для достижения указанного технического результата у фланцевого болта с фасонной головкой, содержащего резьбовой стержень, фланец с опорной поверхностью и фасонную головку с наружными элементами зацепления под монтажный инструмент, выполненными в виде чередующихся продольных выступов и впадин, сопряженных по радиусам, согласно изобретению, опорная поверхность фланца имеет поднутренную галтель и выполнена тарельчатой, при этом высота фланца h определяется соотношением![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168077/2168077-4t.gif)
где dс - диаметр стержня болта на нагруженном участке с наименьшем сечением;
Dг - наружный диаметр головки по выступам;
Dф - диаметр фланца;
![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168017/947.gif)
dп - диаметр подголовка;
b - глубина поднутренной галтели. Выполнение на опорной поверхности фланца поднутренной галтели позволяет использовать болт в соединениях, где недопустимо уменьшение площади опорной поверхности за счет увеличения диаметрального размера фаски сопрягаемого отверстия. При небольшой высоте фланца наличие угла на опорном торце в сочетании с поднутренной галтелью позволяет обеспечить более равномерное распределение контактного давления на опорной поверхности и уменьшить концентрацию напряжений под головкой, а также исключить потерю усилия предварительной затяжки в процессе эксплуатации при знакопеременных нагружениях. Благодаря оптимальной высоте фланца достигается уменьшение веса болта без снижения его прочности. При этом фланец играет роль упругого элемента, который повышает стабильность затяжки, а также имеет стопорящие против самоотвинчивания. Таким образом, выполнение головки фасонной конструкции, позволяющей снизить вес в сравнении с головками других видов в совокупности с минимально допустимой высотой фланца, опорная поверхность которого имеет еще и поднутренную галтель, позволяет изготовить болт с качественно улучшенными свойствами и широкими эксплуатационными возможностями. Изобретение поясняется чертежом, где показан предлагаемый болт. Болт содержит резьбовой стержень 1, фасонную головку 2 и фланец 3. Фасонная головка имеет впадины 4 и выступы 5, сопряженные по радиусам. Опорная поверхность фланца имеет поднутренную галтель и выполнена тарельчатой. Фланец выполнен высотой h, которая связана соотношением с наружным диаметром Dг головки болта по выступам, диаметром dс стержня болта на нагруженном участке с наименьшем сечением, диаметром подголовка dп, диаметром фланца Dф, углом на торце
![фланцевый болт с фасонной головкой, патент № 2168077](/images/patents/303/2168017/947.gif)
Класс F16B23/00 Головки болтов или винтов особой формы, приспособленные для вращения инструментом
Класс F16B35/00 Болты; анкерные болты и связи; шпильки; винты установочные и стопорные
Класс F16B35/02 составные по длине
узел крепления и способ крепления сборочных единиц - патент 2442910 (20.02.2012) | ![]() |
способ изготовления длинномерного сборного винта - патент 2442030 (10.02.2012) | |
крепежный элемент - патент 2362057 (20.07.2009) | ![]() |
винт-демпфер - патент 2235224 (27.08.2004) | |
дистанционирующий элемент для закрепления предмета на стене, имеющей слой изоляции - патент 2230235 (10.06.2004) | |
болт - патент 2175414 (27.10.2001) | |
болт с фасонной головкой - патент 2170860 (20.07.2001) | |
фланцевый болт с фасонной головкой - патент 2168076 (27.05.2001) | |
винт-фиксатор - патент 2159366 (20.11.2000) |
Класс F16B35/04 с особой формой головки или стержня для фиксации их в корпусе
Класс F16B35/06 головка особой формы