RU2497028C1

RU2497028C1 - V lebedev's lock nut

Info

Publication number: RU2497028C1
Application number: RU2012130322/12A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Иванович Лебедев
Original assignee: Вячеслав Иванович Лебедев
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2013-10-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: lock nut comprises through stepped bore and retainer arranged therein. Said stepped bore has at least two equal-size through cross-sections to make the web between smaller cross-section part and nut thread. Note here that said web is smaller than said part and nut side surface. Aforesaid retainer is made of material of hardness and shape that allow its interference fit in smaller cross-section part and deformation of appropriate web toward nut center as well as its passage in smaller cross-section part.

EFFECT: higher reliability of nut locking, reuse, ease of manufacture.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для стопорения резьбовых соединений, работающих в условиях сильной и долговременной вибрации, в разных отраслях промышленности, и для исключения самопроизвольного отвинчивания.The invention relates to mechanical engineering and can be used to lock threaded joints operating in conditions of strong and long-term vibration in various industries, and to exclude spontaneous unscrewing.

В настоящее время разработано большое количество крепежных деталей, обеспечивающих стопорение, принцип действия которых основан на способах жесткого, упругого, фрикционного, натягового и другого стопорения.At present, a large number of fasteners have been developed that provide locking, the principle of operation of which is based on methods of rigid, elastic, frictional, tension and other locking.

Известна самоконтрящаяся гайка с отверстиями и вставленными в них пластмассовыми штифтами, проникающими внутрь резьбы гайки на 50-75% высоты профиля резьбы (RU 2347119 C1).A self-locking nut with holes and inserted into them with plastic pins penetrating into the thread of the nut at 50-75% of the thread profile height (RU 2347119 C1) is known.

Недостатком известной гайки является сложность ее изготовления, а именно выполнение отверстий, обеспечивающих установку штифтов, проникающих внутрь резьбы гайки на 50-75% высоты профиля резьбы.A disadvantage of the known nut is the complexity of its manufacture, namely, the holes that allow the installation of pins that penetrate into the nut thread at 50-75% of the thread profile height.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является гайка, содержащая сквозное отверстие и установленный в нем стопорный элемент (SU 1732026 A1).Closest to the technical nature of the claimed invention is a nut containing a through hole and a locking element installed therein (SU 1732026 A1).

Недостатком этой конструкции также является сложность выполнения сквозного отверстия в гайке, обеспечивающего установку в нем стопорного элемента в виде пальца, касательно к внутреннему диаметру резьбы.The disadvantage of this design is also the difficulty of making a through hole in the nut, which provides for the installation of a locking element in the form of a finger in relation to the internal diameter of the thread.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности стопорения гайки путем обеспечения повышенного трения между витками резьбы при одновременном обеспечении простоты изготовления гайки, высокой технологичности и возможности многократного использования.The aim of the invention is to increase the reliability of locking the nut by providing increased friction between the threads, while ensuring ease of manufacture of the nut, high adaptability and reusability.

Задача решена тем, что в стопорной гайке, содержащей сквозное отверстие и установленный в нем стопорный элемент, сквозное отверстие выполнено ступенчатым, содержащим не менее чем два участка с разновеликими проходными сечениями и образованием перемычки, по крайней мере, между меньшим по проходному сечению участком и резьбой гайки меньшей, чем перемычка между этим же участком и боковой поверхностью гайки, а стопорный элемент выполнен из материала с твердостью и формой, обеспечивающими его установку с натягом в меньшем по проходному сечению участке, и деформацию соответствующей перемычки к центру гайки, и прохождение по участку с большим проходным сечением.The problem is solved in that in the lock nut containing the through hole and the locking element installed therein, the through hole is made stepped, containing at least two sections with different passage sections and forming a jumper, at least between the section smaller in the passage section and the thread nuts smaller than the jumper between the same section and the side surface of the nut, and the locking element is made of material with hardness and shape, ensuring its installation with an interference fit in a smaller cross section ju section, and the deformation of the corresponding jumper to the center of the nut, and the passage of the section with a large bore.

Выполнение сквозного отверстия в гайке ступенчатым, содержащим не менее чем два участка с разновеликими проходными сечениями обеспечивает установку с натягом стопорного элемента в меньшем отверстии при стопорении гайки и возможность свертывания гайки, при перемещении стопорного элемента с меньшего на больший по проходному сечению участок, то есть обеспечивается как возможность надежного стопорения гайки, так и удобство и многократное использование. Гайка рихтуется при свертывании.The through hole in the nut is made stepwise, containing at least two sections with different passage sections, allows the locking element to be tightened in the smaller hole when the nut is locked and the nut can be rolled up when the locking element is moved from a smaller section to a larger passage section, i.e. as the possibility of reliable locking of the nut, as well as convenience and repeated use. The nut loosens when folding.

Образование перемычки, по крайней мере, между меньшим по проходному сечению участком и резьбой гайки, меньшей перемычки между этим же участком и боковой поверхностью гайки, обеспечивает, при установке стопорного элемента, именно ее деформацию к центру и натяг в резьбе, обеспечивающий стопорение гайки. Так как по законам сопротивления материалов деформироваться при установке стопорного элемента будет меньшая перемычка и ее деформация продолжится до достижения определенного, необходимого натяга в резьбе. При этом все необходимые для обеспечения работоспособности гайки размеры можно получить или расчетным, или опытным путем. Для обеспечения работоспособности гайки требуется, по крайней мере, лишь перемычка между меньшим по проходному сечению участком отверстия (где устанавливается стопорный элемент) и резьбой гайки, меньшая, чем перемычка этого же участка с боковой поверхностью гайки. Перемычки между большим участком и резьбой гайки может и не быть, так как стопорение ведется по меньшему по проходному сечению участку отверстия.The formation of a jumper, at least between the smaller section of the passage and the thread of the nut, the smaller jumper between the same section and the side surface of the nut, ensures that when the locking element is installed, it is its deformation towards the center and the tightness in the thread that ensures the nut is locked. Since, according to the laws of resistance of materials, a smaller jumper will be deformed when the locking element is installed and its deformation will continue until a certain, necessary tightness in the thread is reached. In this case, all the dimensions necessary to ensure the operability of the nut can be obtained either by calculation or experimentally. To ensure the operation of the nut, at least a jumper is required between the smaller section of the hole (where the locking element is installed) and the nut thread, smaller than the jumper of the same section with the side surface of the nut. There may not be any jumpers between the large section and the nut thread, since the locking is carried out over the smaller section of the hole in the passage section.

Также существенно, чтобы стопорный элемент был выполнен из материала с твердостью и формой, обеспечивающими его установку с натягом в меньшем по проходному сечению участке, и деформацию соответствующей перемычки к центру гайки, и прохождение по участку с большим проходным сечением. Так как деформироваться должна соответствующая перемычка, для создания натяга в резьбе, а не стопорный элемент, что обеспечивается как его соответствующей твердостью, так и формой. К тому же форма должна обеспечивать и свободу свертывания гайки, при переводе стопорного элемента с меньшего участка на больший.It is also essential that the locking element was made of a material with a hardness and shape, ensuring its installation with an interference fit in a section smaller in the passage section, and the deformation of the corresponding bridge to the center of the nut, and passage through the section with a large passage section. Since the corresponding jumper must be deformed, it is necessary to create an interference fit in the thread, and not the locking element, which is ensured by both its corresponding hardness and shape. In addition, the form should provide freedom of rolling up the nut, when moving the locking element from a smaller section to a larger one.

При изготовлении гайки желательно, чтобы образующие сквозное отверстие участки были сосны. Так как это упрощает изготовление гайки и повышает ее технологичность.In the manufacture of the nut, it is desirable that the sections forming the through hole are pine. Since this simplifies the manufacture of the nut and increases its manufacturability.

Возможно выполнение стопорного элемента из материала с твердостью большей, чем твердость материала гайки. Так как в этом случае не требуется термообработка до соответствующей твердости. И форма стопорного элемента может быть или цилиндрической, или сферической, или бочкообразной, или оживальной, или чечевичной. Так как все эти формы хорошо центрируются в отверстиях. И имеют в мидельсечении круг, что облегчает как требуемые расчеты, так и изготовление.The locking element may be made of a material with a hardness greater than the hardness of the nut material. Since in this case, heat treatment is not required to the appropriate hardness. And the shape of the locking element can be either cylindrical, or spherical, or barrel-shaped, or animated, or lentil. Since all these forms are well centered in the holes. And they have a circle in mid-section, which facilitates both the required calculations and manufacturing.

Также, в частном случае, возможно изготовление стопорного элемента, описанного выше, с двумя противоположными лысками на боковой поверхности. Что снижает как усилие на его установку по месту, так и на перевод с меньшего по проходному сечению участка на больший.Also, in the particular case, it is possible to manufacture the locking element described above with two opposite flats on the side surface. This reduces both the effort to install it locally, and to transfer from a smaller section in the passage section to a larger one.

На фиг.1 изображена стопорная гайка с вырезом четверти, в исходном положении. На фиг.2 - в рабочем положении. На фиг.3 - в заключительном положении. На фиг.4 дан вид гайки сверху.Figure 1 shows a lock nut with a quarter cutout, in the initial position. Figure 2 - in the working position. Figure 3 - in the final position. Figure 4 is a top view of the nut.

Стопорная гайка 1 с резьбой 2 выполнена со сквозным отверстием, содержащим участки 3, 4 и 5. При этом проходное сечение участка 4 меньше проходных сечений участков 3 и 5, которые могут быть равны между собой. 6 - стопорный элемент сферической формы (шар), 7 - перемычка между участком 4 и резьбой 2 гайки 1. Перемычка 7 показана на фиг.2 условно, деформированной вместе с соответствующим участком резьбы 2 к центру гайки 1.The locking nut 1 with thread 2 is made with a through hole containing sections 3, 4 and 5. The passage section of section 4 is smaller than the passage sections of sections 3 and 5, which can be equal to each other. 6 - locking element of a spherical shape (ball), 7 - jumper between section 4 and thread 2 of nut 1. Jumper 7 is shown in figure 2 conditionally, deformed together with the corresponding section of thread 2 to the center of nut 1.

Предлагаемая стопорная гайка 1 работает следующим образом. На резьбовой стержень, например шпильку, не показано, навинчивают гайку 1. После ее подтяжки в участок 3, как показано на фиг.1, вставляется стопорный элемент 6, например, сферической формы в виде шарика, изготовленный или из материала твердость которого выше твердости материала гайки, или термообработанный до соответствующей твердости. Затем инструментом, не показано, стопорный элемент 6 устанавливается, забивается, в участок 4, поперечное сечение которого взаимосвязано с мидельсечением шарика, для обеспечения требуемого натяга. Под воздействием нагрузки перемычка 7, как менее прочная по сравнению с перемычкой между этим же участком 4 и боковой поверхностью гайки 1, деформируется (упруго или пластично, в зависимости от конструктивных размеров гайки 1, определяемых решаемой задачей) в направлении к центру гайки 1, вместе с соответствующим участком резьбы 2. Что создает натяг в резьбе и стопорит ее, а следовательно, и гайку 1. Для съема гайки 1 стопорный элемент 6 перемещается, принудительно, с участка 4 на участок 5; как показано на фиг.3, поперечное сечение которого больше или равно мидельсечению стопорного элемента 6. И гайка 1 сворачивается с резьбового стрежня. При этом деформированный участок перемычки 7, с соответствующим участком резьбы 2, рихтуется и гайкой 1 можно пользоваться повторно. При изготовлении гайки 1 следует учитывать, что высота участка 3 обусловлена удобством пользования, а именно удобством установки стопорного элемента 6 в исходное положение. Высота участка 4 обеспечивает рабочие характеристики. Высота участка 5 должна обеспечить выход стопорного элемента 6, по крайней мере его мидельсечения, из участка 4.The proposed lock nut 1 operates as follows. A nut 1 is screwed onto a threaded rod, for example a stud, after screwing it into section 3, as shown in FIG. 1, a locking element 6 is inserted, for example, spherical in the form of a ball made of or from a material whose hardness is higher than the hardness of the material nuts, or heat treated to appropriate hardness. Then, with a tool, not shown, the locking element 6 is installed, hammered into section 4, the cross-section of which is interconnected with the mid-section of the ball, to ensure the required interference. Under the influence of the load, the jumper 7, as less durable compared to the jumper between the same section 4 and the side surface of the nut 1, is deformed (elastic or plastic, depending on the structural dimensions of the nut 1, determined by the problem to be solved) towards the center of the nut 1, together with the corresponding section of the thread 2. What creates an interference in the thread and locks it, and therefore the nut 1. To remove the nut 1, the locking element 6 is moved, forcibly, from section 4 to section 5; as shown in figure 3, the cross section of which is greater than or equal to the mid-cutting of the locking element 6. And the nut 1 is folded from the threaded rod. In this case, the deformed section of the jumper 7, with the corresponding section of thread 2, is unchecked and nut 1 can be reused. In the manufacture of nuts 1, it should be borne in mind that the height of section 3 is due to ease of use, namely the convenience of installing the locking element 6 in its original position. The height of section 4 provides performance. The height of section 5 should ensure the release of the locking element 6, at least its mid-section, from section 4.

Также следует учесть, что в случае необходимости, например недостаточная высота гайки 1, участка 3 может и не быть. Он заменяется заходной фаской, и сквозное отверстие в гайке 1 будет состоять из минимально необходимых двух участков 4 и 5.It should also be noted that if necessary, for example, insufficient height of nut 1, section 3 may not be. It is replaced by a lead-in chamfer, and the through hole in nut 1 will consist of the minimum required two sections 4 and 5.

В целом предлагаемое изобретение обеспечивает высокую надежность стопорения гайки. И при этом конструкция стопорной гайки проста, технологична и надежна. Возможно ее многократное использование.In General, the invention provides high reliability of the locking nut. And at the same time, the design of the lock nut is simple, technologically advanced and reliable. Perhaps its multiple use.

Claims

1. Стопорная гайка, содержащая сквозное отверстие и установленный в нем стопорный элемент, отличающаяся тем, что отверстие выполнено ступенчатым, содержащим не менее чем два участка с разновеликими проходными сечениями и с образованием перемычки, по крайней мере, между меньшим по проходному сечению участком и резьбой гайки меньшей, чем перемычка между этим же участком и боковой поверхностью гайки, а стопорный элемент выполнен из материала с твердостью и формой, обеспечивающими его установку с натягом в меньшем по проходному сечению участке, и деформацию соответствующей перемычки к центру гайки, и прохождение по участку с большим проходным сечением.1. Locking nut containing a through hole and a locking element installed therein, characterized in that the hole is made stepped, containing at least two sections with different passage sections and with the formation of a bridge, at least between the smaller section of the passage section and the thread nuts smaller than the jumper between the same section and the side surface of the nut, and the locking element is made of material with hardness and shape, ensuring its installation with an interference fit in a smaller passage section ke, and the deformation of the corresponding jumper to the center of the nut, and the passage through the area with a large bore.

2. Стопорная гайка по п.1, отличающаяся тем, что образующие сквозное отверстие участки соосны.2. The lock nut according to claim 1, characterized in that the sections of the alignment forming the through hole.

3. Стопорная гайка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что стопорный элемент выполнен из материала с твердостью большей, чем твердость материала гайки, и формой или цилиндрической, или сферической, или бочкообразной, или оживальной, или чечевичной.3. The locking nut according to claim 1 or 2, characterized in that the locking element is made of a material with a hardness greater than the hardness of the nut material, and the shape is either cylindrical, or spherical, or barrel-shaped, or animated, or lentil.

4. Стопорная гайка по п.3, отличающаяся тем, что стопорный элемент выполнен с двумя противоположными лысками на боковой поверхности. 4. The locking nut according to claim 3, characterized in that the locking element is made with two opposite flats on the side surface.