резьбовое соединение конструктивных элементов

Формула изобретения

Резьбовое соединение, содержащее стягиваемые конструктивные элементы, установленный в отверстия конструктивных элементов соединитель в виде стержня с резьбовой частью и многогранной головкой, осевой стопор, фиксатор в виде пластины с лапкой и сквозной многогранной выемкой, установленный на головке соединителя, отличающееся тем, что между фиксатором и опорным торцом конструктивного элемента установлена шайба, имеющая отогнутую лапку, взаимодействующую с конструктивным элементом, и неравномерно расположенные по окружности пазы, при этом лапка фиксатора размещена в одном из упомянутых пазов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, использующих резьбовые соединения.

Известно резьбовое соединение, содержащее крепежные детали, где фиксатором от проворота является проволока, входящая в специальные отверстия, выполненные в головке крепежного элемента (см. П.И. Орлов “Основы конструирования”, Справочно-методическое пособие”, книга 3, “Машиностроение”, Москва, 1977 г., рис.625, стр.307).

Недостатком известного технического решения является сложность сборки, требующая правильной координации проволоки в отверстиях для создания натяжения проволоки и недостаточная надежность при больших расстояниях между соединениями.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является резьбовое соединение, содержащее стягиваемые конструктивные элементы, в отверстиях которых установлен соединитель в виде стержня с резьбовой частью и головкой, на которой размещен фиксатор с лапкой, отогнутой на конструктивный элемент. Ось симметрии многогранного отверстия фиксатора расположена под определенным углом к его продольной оси, лапка в зоне изгиба выполнена определенной ширины, а фиксатор зафиксирован от осевого перемещения стопором в виде зегера радиальной сборки, установленного в кольцевой канавке головки. Полость, образованная поверхностями стенок отверстия конструктивного элемента, стержнем соединителя и опорным торцом головки заполнена затвердевающим материалом (см. а.с. СССР №1784759, М кл. 5 F 16 В 39/10).

Недостатком известного технического решения является высокая трудоемкость монтажа и демонтажа резьбового соединения.

Была поставлена задача снизить трудоемкость монтажа и демонтажа резьбового соединения, обеспечив при этом надежность стопорения.

Поставленная задача решается за счет того, что в резьбовом соединении, содержащем стягиваемые конструктивные элементы, установленный в отверстия конструктивных элементов соединитель в виде стержня с резьбовой частью и многогранной головкой, осевой стопор, фиксатор в виде пластины с лапкой и сквозной многогранной выемкой, установленный на головке соединителя, между фиксатором и опорным торцом конструктивного элемента установлена шайба, имеющая отогнутую лапку, взаимодействующую с конструктивным элементом, и неравномерно расположенные по окружности пазы, при этом лапка фиксатора размещена в одном из упомянутых пазов, кроме того, соединитель может быть выполнен, по крайней мере, с одной резьбовой частью и навинченной на нее гайкой, при этом фиксатор установлен на гайке.

Анализ заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность указанных выше существенных признаков ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности “новизна”.

В настоящее время стопорение резьбового соединения осуществляется в основном следующими методами:

1. Стопорение резьбового соединения при помощи стопорной шайбы, в этом случае стопорная шайба подкладывается под головку болта так, что одна отогнутая лапка взаимодействует с конструктивным элементом, а другая лапка после затяжки болта отгибается на одну из граней головки болта, обеспечивая стопорение, однако:

- для резьбовых соединений, где требуются значительные моменты затяжки, шайба под действием сжимающих сил деформируется, в результате чего происходит ослабление затяжки;

- при неудобном расположении крепежных элементов сложно произвести отгиб лапки на грань головки болта (например, ударом молотка).

2. Стопорение при помощи проволоки, в этом случае обеспечивается большой момент затяжки болта и не требуется доворачивания его головки до нужного положения, однако для надежного стопорения в головке болта требуется выполнить, по крайней мере, два отверстия, при этом если отверстия находятся в середине головки в одной плоскости, то они пересекаются между собой, а это приводит к поломке инструмента, так как отверстия сверлятся под углом друг к другу. Если отверстия расположены в разных плоскостях, то одно отверстие расположено близко к основанию головки болта, что вызывает концентрацию напряжений, в результате чего происходит обрыв головки при затяжке или при эксплуатации, кроме того, при больших расстояниях между соединениями невозможно получить достаточное натяжение проволоки, а также требуется правильная координация проволоки в отверстиях для создания ее натяжения.

3. Остальные методы стопорения (самоконтрящиеся гайки и болты, специальные клеи и др.) или имеют сложную конструкцию, или недостаточно надежны.

В известном техническом решении наличие между фиксатором и опорным торцом конструктивного элемента шайбы, имеющей отогнутую лапку, взаимодействующую с конструктивным элементом, и неравномерно расположенные по окружности пазы, в одном из которых размещена лапка фиксатора, позволяет снизить трудоемкость монтажа и демонтажа резьбового соединения и повысить надежность стопорения за счет того, что исключается необходимость доворачивания головки болта и не требуется дополнительная операция отгиба лапки или скручивания проволоки. Кроме того, для фиксатора и стопорной шайбы можно использовать более прочный материал, исключающий деформацию их лапок под действием сил, способных отвернуть болт.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности “изобретательский уровень”.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами где:

на фиг.1 изображено резьбовое соединение в разрезе;

на фиг.2 - вид А на фиг.1;

на фиг.3 - вариант шайбы для болта с шестигранной головкой;

на фиг.4 - вариант фиксатора с двенадцатигранной сквозной выемкой.

Резьбовое соединение содержит конструктивные элементы 1 в отверстиях которых установлен соединитель в виде стержня с резьбой и многогранной головкой 2, осевой стопор 3, фиксатор 4, установленный на головке 2. Фиксатор 4 выполнен в виде пластины с лапкой 5 и сквозной многогранной выемкой 6. Между фиксатором 4 и опорным торцом конструктивного элемента установлена шайба 7. Шайба 7 имеет отогнутую лапку 8, которая взаимодействует с конструктивным элементом 1. Шайба 7 выполнена с неравномерно расположенными по окружности пазами 9.

Пазы 9 расположены между собой под разными углами, отличающимися друг от друга на определенный шаг. Величина начального угла и шаг между последующими углами выбираются конструктивно и зависят от числа граней головки 2 и числа граней сквозной выемки фиксатора 4.

Например: при шестигранной головке болта и двенадцатигранной сквозной выемке фиксатора 4 грани шестигранной головки после затяжки могут занимать любое угловое положение относительно боковой поверхности конструктивного элемента, взаимодействующего с отогнутой лапкой 8 шайбы 7. Фиксатор 4 при установке на головку 2 может занять только двенадцать положений (каждое положение через 30°), при этом лапка 5 фиксатора 4 должна попасть в паз 9 установленной шайбы 7. При наличии в шайбе 7 всего одного паза 9 для установки фиксатора 4 так, чтобы его отогнутая лапка входила в паз 9, необходимо довернуть головку 2 болта на угол от 0° до 15°. При наличии в шайбе 7 пяти пазов 9, расположенных между собой под углами, отличающимися друг от друга на 3°, исключается необходимость в доворачивании головки 2 болта, так как на любое положение лапки 5 имеется паз 9 в шайбе 7. Фиксатор 4 и шайба 7 удерживаются на головке 2 осевым стопором 3, выполненным, например, в виде шплинта, стопорного кольца или стопорной шайбы и др.

Устройство работает следующим образом.

После окончательной затяжки на многогранную головку 2 соединителя надевают шайбу 7 так, чтобы отогнутая лапка 8 взаимодействовала с конструктивным элементом 1. Затем на головку 2 надевают фиксатор 4, ориентируя его лапку 5 так, чтобы она входила в соответствующий паз 9 шайбы 7. После этого в головку 2 устанавливают осевой стопор 3. Фиксация головки 2 возможна в любом угловом положении.

Заявляемое техническое решение имеет низкую трудоемкость монтажа и демонтажа резьбового соединения и обеспечивает надежность стопорения.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий.