SU962686A1 - Самостопор щийс болт - Google Patents

Description

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к деталям машин, и может быть использовано для сборки конструкций, работающих при знакопеременных, ударных нагрузках и вибрациях, где необходимо надежное ^{1 * * * 5} стопорение, особенно болтов большого диаметра.

Известен резьбовой элемент, в разрезной конец которого установлен ко- ₁₀ нический стержень. При затяжке резьбового элемента конус, упираясь в дно отверстия, разжимает разрезной конец резьбового элемента, создавая натяг в резьбовом соединении £1]. 15

Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, так как оно может использоваться только для глухих отверстий.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является самостопорящийся бблт, выполненный в виде пустотелого стержня с головкой и разрезной концевой час-, тью с размещенным я осевом отверстии·

Солта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью£2].

• Недостатком известного устройства является ограниченная область применения и низкая надежность самостопорения при знакопеременных, ударных · нагрузках и вибрациях.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей и повышение надежности самостопорения.

Поставленная цель достигается тем, что самостопорящийся болт, выполненный в виде пустотелого стержня с головкой, и разрезной концевой частью с размещенным в конусной части осевого отверстия болта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью, снабжен штифтом, разжим- , ной элемент выполнен в виде стержня с конусным хвостовиком и поперечным сквозным пазом, а в основании головкй болта также выполнен поперечный сквозной паз, причем ширина пазов соответ* ствует диаметру штифта'.

Половина разности углов конусного хвостовика разжимного элемента и конуса осевого отверстия в концевой части болта больше угла трения между разжимным элементом и болтом, максималь, ный диаметр конусного хвостовика разжимного элемента превышает максимальный диаметр отверстия в концевой части болта на величину, большую величины удвоенного суммарного зазора в резьбе,10 а расстояние между образующей штифта, опирающейся на соединяемые детали, и нижним торцом головки болта определяется по формуле

2€ί£·(·^(2·Δ/ρ) + (О/й)-2г ^s ’ + f-)(со^4-/2-1) ’ где S конуса конусного хвосторазжимного элемента; конуса отверстия в кон-

- расстояние между образующей штифта и нижним торцом головки болта;

- глубина, прорезей разрезной концевой части;

- суммарный зазор в витке резьбы;

οί - угол вика

- угол цевой части болта;

- расстояние от точки контакта конусного хвостовика разжимного элемента с отверстием болта до ближайшей образующей осевого отверстия;

- приведенный параметр резьбы, фиг. 1 изображен самостопоряболт, разрез (исходное положена фиг. 2 - вид по стрелке А на

Р На щийся ние) ; фиг. 1 (рабочее положение); на фиг. 3^_ _<0 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел*” I на фиг. 1 (увеличенное изображение витка резьбы в исходном положении и после натяга).

Самостопорящийся болт имеет граненую головку 1 и резьбовой стержень 2. В теле болта имеется осевое отверстие 3, переходящее в конусное на конце резьбового стержня 2, на котором выполнены продольные прорези, образующие лепестки 4, В осевом отверстии 3 болта установлен подвижный разжимной элемент 5 с конусным хвостовиком 6 на одном конце, а на другом конце в отверстие разжимного элемента 5 запрес'сован штифт 7, свободно проходящий че-⁵⁵ рез поперечный сквозной паз 8 болта и размещенный с возможностью взаимодействия с закрепляемой деталью -9.

максимального диаотверстия болта на величины удвоенного Δ в витке резьбы.

Половина угла о/ конуса хвостовика 6 разжимного элемента 5 и половина разности углов конуса конусного хвостовика 6 разжимного элемента 5 (с£) и конусного отверстия болта (Θ) больше угла трения, а максимальный диаметр D конусного хвостовика 6 разжимного элемента 5 больше метра d конусного величину, большую суммарного зазора

Расстояние S между, образующей штифта, опирающейся на деталь 9, и нижним Торцом головки 1 болта при соприкосновении конусного хвостовика .6 разжимного элемента 5 с конусной частью отверстия болта, определенное по предлагаемой формуле, обеспечивает заданный натяг между разжимаемыми лепестками и резьбовой поверхностью отверстия в детали.

Например, для болтового соединения со следующими параметрами: резьба М20*2,5 (2-ой кл. точн.); 1=15 мм; г=2,6 мм;с/=6О,Θ=20 - размер S составит 6,4 мм.

Самостопорящийся болт работает следующим образом.

При вворачивании болта разжимной элемент 5 со штифтом 7 перемещается до соприкосновения последнего с закрепляемой деталью 9. Штифт 7 упирается в деталь и ограничивает перемещение разжимного элемента 5. При дальнейшем вворачивании болта лепестки 4 надвигаются на конусный хвостовик что приводит к упругой деформации пестков. При этом создается натяг ду витками резьбового соединения, не дает болту ных нагрузках

6, лемежчто отворачиваться при удари вибрациях.· заданному соотношению yi— максимальных диаметров

Благодаря лов конуса и конусного хвостовика разжимного элемента и конусного отверстия болта, вышеуказанные элементы в процессе сборки соединения взаимодействуют своими коническими поверхностями по окружности, являющейся основанием конического отверстия болта (т. е. по линии), а плечо 1 (фиг. 1) не изменяется, оставаясь максимальным.

Ввиду этого дополнительное усилие, прилагаемое к головке болта при его затяжке и необходимое для разжима лепестков (т. е. для стопорения болта) является минимальным.

Кроме того, . 5 заданное соотношение

962686 6 на пазов соответствует диаметру штифуглов и диаметров конусного отверстия болта и конусного хвостовика разжимного элемента исключает заклинивание последнего при затяжке болта и, следо-5 вательно, позволяет уменьшить дополнительное усилие, необходимое при разборке соединения.

Надежность самостопорения болта обеспечивается выбором такого рассто- ¹⁰ яния между образующей штифта и торцом головки болта, взаимодействующих с закрепляемой деталью (т. е. выбором такой длины рабочего хода болта относительно разжимного элемента), при кото-15 ром обеспечивается заданный натяг между разжимаемыми лепестками и резьбовой поверхностью отверстия, в котором ввинчен болт, при полной затяжке последнего. W

Таким образом, использование изобретения значительно повышает надежность самостопорения болта как в соединениях со сквозными, так и, с глухими резьбовыми отверстиями, где нет 75 свободного доступа к резьбовому концу болта, а также сокращает время сборки, и количество необходимых инструментов.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к общему машиностроению , в частности к детал м машин, и может быть использовано дл  сборки конструкций, работающих при знакопеременных, ударных нагрузках и .вибраци х, где необходимо надежное стопорение, особенно болтов большого диаметра. Известен резьбовой элемент, в разрезной конец которого установлен конический стержень. При зат жке резьбо вого элемента конус, упира сь в дно отверсти , разжимает разрезной конец резьбового элемента, создава  нат г в резьбовом соединении ГП. Недостатком данного устройства  вл етс  ограниченна  область применени , так как оно может использоватьс  только дл  глухих отверстий. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  самостопор щийс  бблт, выполненный в виде пустотелого стержн  с головкой и разрезной концевой час-. тью с размещенным п осевом отверстии иолта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью 2. Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченна  область применени  и низка  надежность самостопорени  при знакопеременных, ударных нагрузках и вибраци х. Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей и повышение надежности самостопорени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что самостопор щийс  болт, выполненный в виде пустотелого стержн  с головкой ,и разрезной концевой частью с размещенным в конус;ной части осевого отверсти  болта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью, снабжен штифтом, разжимной элемент выполне|н в виДе стержй  с конусным хвостовиком и поперечным сквозным пазом, а в основании головки болта также выполнен поперечный сквозной паз, причем ширина пазоз соответ- ствует диаметру штифта . 396 Половина разности углов конусного хвостовика разжимного элемента и конуса осевого отверсти  в концевой час ти болта больше угла трени  между раз жимным элементом и болтом, максимальный диаметр конусного хвостовика разжимного элемента превышает максимальный диаметр отверсти  в концевой част болта на величину, большую величины удвоенного суммарного зазора в резьбе а рассто ние между образующей штифта, опирающейс  на соедин емые детали, и нижним торцом головки болта определ етс  по формуле leta-jVC) (Q/u)-2)sivid-2 .-tg№+|-)(cosV/2-l) где S - рассто ние между образующей штифта и нижним торцом головки болта; t - глубина, прорезей разрезной концевой части; А - суммарный зазор в витке резь0 - угол конуса конусного хвостовика разжимного элемента; 0 - угол конуса отверсти  в концевой части болта; г - рассто ние от точки к(нтакта конусного хвостовика разжимного элемента с отверстием болта до ближайшей образующей осевого отверсти ; Р - приведенный параметр резьбы. На фиг. 1 изображен самостопор щийс  болт, разрез (исходное положение ) ; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1 (рабочее положение); на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. - узе I на фиг. 1 (увеличенное изображение витка резьбы в исходном положении и после нат га). Самостопор щийс  болт имеет граненую головку 1 и резьбовой стержень 2. В теле болта имеетс  осевое отверстие 3, переход щее в конусное на конце резьбового стержн  2, на котором выполнены продольные прорези, образующие лепестки . В осевом отверстии 3 болта установлен подвижный разжимной элемент 5 с конусным хвостовиком ,6 на одном конце, а на другом конце в отверстие разжимного элемента 5 запрессован штифт 7, свободно проход щий че рез поперечный сквозной паз 8 болта и размеи1енный с возможностью взаимодействи  с закрепл емой деталью 9. 6 Половина угла о/ конуса хвостовика б разжимного элемента 5 и половина разности углов конуса конусного хвостовика 6 разжимного элемента 5 (с) и конусного отверсти  брлта (0) больше угла трени , а максимальный диаметр конусного хвостовика 6 разжимного элемента 5 больше максимального диаметра d конусного отверсти  болта на величину, большую величины удвоенного суммарного зазора Д в витке резьбы. Рассто ние S между, образующей штифта , опирающейс  на деталь 9, и нижним Торцом головки 1 болта при соприкосновении конусного хвостовика .6 разжимного элемента 5 с .конусной частью отверсти  болта, определенное по предлагаемой формуле, обеспечивает заданйый нат г между разжимаемыми лепестками и резьбовой поверхностью отверс ц детали, Например, дл  болтового соединени  со следующими параметрами: резьба M20f2,5 (2-ой кл. точн.); мм; ,6 мм; , - размер S составит 6,А мм. Самостопор щийс  болт работает следующим образом. При вворачивании болта разжимной элемент 5 со штифтом 7 перемещаетс  до соприкосновени  последнего с закрепл емой деталью 9. Штифт 7 упираетс  в деталь и ограничивает перемещение разжимного элемента 5. При дальнейшем вворачивании болта лепестки 4 надвигаютс  на конусный хвостовик 6, что приводит к упругой деформации лепестков . При этом создаетс  нат г между витками резьбового соединени , что не дает болту отворачиватьс  при ударных нагрузках и вибраци х. Благодар  заданному соотношению углов конуса и максимальных диаметров конусного хвостовика разжимного элемента и конусного отверсти  болта, вышеуказанные элементы в процессе сборки соединени  взаимодействуют своими коническими поверхност ми по окружности ,  вл ющейс  основанием конического отверсти  болта (т. е. по линии), а плечо 1 (фиг. 1) не измен етс , остава сь максимальным. Ввиду этого дополнительное усилие, прилагаемое к головке болта при его зат жке и необходимое дл  разжима лепестков (т. е. дл  стопорени  болта)  вл етс  минимальным. Кроме того, заданное соотношение углов и диаметров конусного отверсти  болта и конусного хвостовика разжимного элемента исключает заклинивание последнего при зат жке .болта и, следо вательно, позвол ет уменьшить дополни тельное усилие, необходимое при разборке соединени . Надежность самостопорени  болта обеспечиваетс  выбором такого рассто ни  между образующей штифта и торцом головки болта, взаимодействующих с за крепл емой деталью (т. е. выбором такой длины рабочего хода болта относительно разжимного элемента), при кото ром обеспечиваетс  заданный нат г меж ду разжимаемыми лепестками и резьбово поверхностью отверсти , в котором вви чен болт, при полной зат жке последнего . Таким образом, использование изобретени  значительно повышает надежность самостопорени  болта как в соединени х со сквозными, так и, с глухи ми резьбовыми отверсти ми, где нет свободного доступа к резьбовому концу болта, а также сокращает врем  сборки и количество необходимых инструментов Формула изобретени  1. Самостопор щийс  болт, выполненный в виде пустотелого стержн  с головкой и разрезной концевой частью с размещенным в конусной части осевого отверсти  болта разжимным элементом, взаимодействующим с разрезной концевой частью, отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей и повышени  надежности самостопорени , болт снабжен штифтом, разжимной элемент выполнен в виде стержн  с конусным хвостовиком и поперечным сквозным пазом, а в основании головки болта также выполнен поперечный сквозной паз, причем ширина пазов соответствует диаметру штифта . 2. Болт по п. 1,отличающий с   тем, что половина разности углов конуса конусного хвостовика разжимного элемента и конуса осевого отверсти  в концевой части болта больше угла трени  между разжимным элементом и болтом, максимальный диаметр конусного хвостовика разжимного элемента превышает максимальный диаметр отверсти  в концевой части болта на величину; большую величины удвоенного суммарного зазора в резьбе, а рассто ние между образующей штифта, опирающейс  на соедин емые детали, и нижним торцом головки болта определ етс  по формуле Sr 2EiQ()+(Q/2)- tsiW-atg-CV +f )(cos(/2-t) г ... где S - рассто ние между об-разующей штифта и нижним торцом головки болта; I - глубина прорезей разрезной концевой части болта; А - суммарный зазор в витке резьбы; d - угол конуса конусного хвостовика разжимного элемента; G угол конуса отверсти  в концевой части болта; г - рассто ние от точки контакта конусного хвостовика разжимного элемента с отверстием болта до ближайшей образующей осевого отверсти ; р - приведенный параметр резьбы. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе. . 1.Орлов П. И. Основы кон струироваи . Кн. 3, М., Машиностроение, 1972 . 3, рис. 61-IV.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 626261, кл. F 16 В 39/36, 1978 (прототип ) ..I