RU2717723C1 - Anti-vandal nut with self-tightening effect - Google Patents
Anti-vandal nut with self-tightening effect Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717723C1 RU2717723C1 RU2019137531A RU2019137531A RU2717723C1 RU 2717723 C1 RU2717723 C1 RU 2717723C1 RU 2019137531 A RU2019137531 A RU 2019137531A RU 2019137531 A RU2019137531 A RU 2019137531A RU 2717723 C1 RU2717723 C1 RU 2717723C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nut
- housing
- self
- thread
- cut
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 101100008044 Caenorhabditis elegans cut-1 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, более конкретно: к самозатягивающимся гайкам для соединений деталей и узлов, работающих под воздействием постоянной или периодически возникающей вибрации (железнодорожные пути, транспортные средства, железные мосты, аттракционы и т.п.).The invention relates to the field of engineering, more specifically: to self-tightening nuts for connecting parts and assemblies operating under the influence of constant or periodically occurring vibration (railways, vehicles, iron bridges, attractions, etc.).
Известны различные технические решения в рассматриваемой области.There are various technical solutions in this area.
Так известен патент RU на изобретение №2199035 (МПК F16B 37/12, B21F 35/00, B21F 3/04, В21Н 3/08, B21D 11/0; опублик. 20.02.2003).. Пружинная гайка содержит корпус с внутренней резьбой, места под ключ, при этом корпус выполнен в виде цилиндрической пружины из проволоки, которая имеет прямоугольное либо квадратное сечение, при этом направление навивки противоположно направлению резьбы, концы витков отогнуты на угол, равный 30-60°. На каждом ее торце выполнен зубчатый ободок. Места под ключ выполнены на концах гайки в виде поводковых выступов.So known patent RU for invention No. 2199035 (IPC F16B 37/12, B21F 35/00,
Известен патент RU на изобретение №2241870 (МПК F16B 39/24; F16B 39/36; F16B 39/14, опублик. 10.12.2004). Гайка самостопорящаяся содержит центральное резьбовое отверстие, вставку в виде шайбы для стопорения гайки на болте или шпильке и цилиндрическое посадочное место для размещения вставки. Гайка выполнена с коническим углублением, располагаемым выше цилиндрического посадочного места для размещения вставки, упомянутая вставка выполнена в виде радиально-упругого неполного витка плоской спирали, концы которого дезаксиальны, а контур вставки выполнен по конической поверхности, соответствующей конусности углубления гайки.Known RU patent for the invention No. 2241870 (IPC F16B 39/24; F16B 39/36; F16B 39/14, published. 10.12.2004). The self-locking nut contains a central threaded hole, an insert in the form of a washer for locking the nut on a bolt or stud and a cylindrical seat for accommodating the insert. The nut is made with a conical recess located above the cylindrical seat for accommodating the insert, said insert is made in the form of a radially elastic incomplete turn of a flat spiral, the ends of which are deaxial, and the contour of the insert is made on a conical surface corresponding to the taper of the nut recess.
Известна также разрезная гайка (см. патент JP №47-43099, опублик. 1972). Конструкция может обладать эффектом самозатягивания, но так как данный эффект неконтролируемый, то может наступить момент, когда передний конец гайки не выдержит больших нагрузок и откроется настолько, что обломится или выйдет из зацепления с болтом, так как размер переменного сечения в пределах одного витка меняется.A split nut is also known (see JP Patent No. 47-43099, published. 1972). The design may have a self-tightening effect, but since this effect is uncontrolled, there may come a moment when the front end of the nut can not withstand heavy loads and opens so that it breaks or disengages from the bolt, since the size of the variable section within one turn varies.
Известен патент на изобретение PL №1591676 (МПК F16B 37/06, опублик. 29.06.2007). Гайка имеет головку и многоугольную хвостовую часть наружного диаметра. У передней поверхности части стержня есть круглый внешний диаметр.Known patent for invention PL No. 1591676 (IPC F16B 37/06, published. 06/29/2007). The nut has a head and a polygonal tail of the outer diameter. The front surface of the shaft portion has a circular outer diameter.
Известна международная заявка WO №2019190116 (МПК F16B 37/12; F16B 39/10, опублик. 03.10.2019). Гайка с пружиной, выполненной с возможностью изменения усилия зажима в соответствии с направлением зажима болта, причем гайка для предотвращения ослабления содержит: стопор внутри пружинной камеры, в которой установлена пружина, который позволяет захватывать и удерживать нижний конец пружины, когда болт ослаблен вращающим усилием, равным заранее заданному пороговому значению или более и опору, выполненную на противоположной стороне стопора для удерживания дна пружины.Known international application WO No.2019190116 (IPC F16B 37/12; F16B 39/10, published. 03.10.2019). A nut with a spring configured to change the clamping force in accordance with the direction of clamping of the bolt, the nut to prevent loosening comprises: a stopper inside the spring chamber in which the spring is installed, which allows you to grab and hold the lower end of the spring when the bolt is weakened by a rotational force equal to a predetermined threshold value or more and a support made on the opposite side of the stopper to hold the bottom of the spring.
К недостаткам известных решений следует отнести следующее: во всех вышеперечисленных технических решениях отсутствует эффект самозатягивания, так как торец гайки не имеет достаточной опорной площади контакта для передачи крутящего момента, возникающего в процессе вибрации соединяемых элементов, соответственно, не обеспечивается необходимая надежность известных гаек и может наступить момент, когда передний конец гаек не выдержит больших нагрузок и раскроется настолько, что обломится или выйдет из зацепления с болтом и исчезнет рабочая нагрузка.The disadvantages of the known solutions include the following: in all of the above technical solutions there is no self-tightening effect, since the end face of the nut does not have a sufficient contact area for the transmission of torque that occurs during the vibration of the connected elements, respectively, the necessary reliability of the known nuts is not provided and may occur the moment when the front end of the nuts cannot withstand heavy loads and opens so much that it breaks off or disengages from the bolt and the worker disappears suspended load.
Известен также ряд патентов, в которых решается проблема самозатягивания гаек.A number of patents are also known in which the problem of self-tightening nuts is solved.
Патент UA №40711 (МПК F16B 37/08, опублик. 15.08.2001). Гайка содержит корпус с внутренней резьбой и местами под ключ. Корпус гайки выполнен в виде цилиндрической пружины из проволоки или профиля, например, прямоугольного или квадратного сечения с противоположным направлению внутренней резьбы направлением навивки витков, причем витки выполнены в виде колец с отгибом каждого следующего на 30-60 градусов в местах их соединения.UA patent No. 40711 (IPC F16B 37/08, published. 08/15/2001). The nut contains a body with internal thread and places on a turn-key basis. The nut casing is made in the form of a cylindrical spring from a wire or profile, for example, of rectangular or square cross-section with the opposite direction of the internal thread, the direction of winding of the coils, the coils being made in the form of rings with a bend of each following 30-60 degrees at the points of their connection.
Патент UA №81232 (МПК F16B 37/08, F16B 39/284, опублик. 15.02.2005). Гайка имеет корпус, выполненный с торцевыми опорными поверхностями, и центральное отверстие с резьбой в названном корпусе. Корпус выполнен в виде спирального элемента, витки которого направлены противоположно виткам резьбы в центральном отверстии корпуса. Концы спирального элемента выполнены с радиально расположенными заостренными кромками, выступающими за границы торцевых опорных поверхностей.UA patent No. 81232 (IPC F16B 37/08, F16B 39/284, published. 02.15.2005). The nut has a housing made with end bearing surfaces, and a Central hole with a thread in the named housing. The body is made in the form of a spiral element, the turns of which are directed opposite to the threads in the central hole of the body. The ends of the spiral element are made with radially spaced pointed edges protruding beyond the boundaries of the end bearing surfaces.
Патент UA №59898 (МПК F16B 31/00, F16B 37/08, опублик. 16.08.2004). Гайка выполнена в виде спирального элемента с внутренней резьбой, витки которой направлены противоположно виткам спирального элемента, а поверхность шайбы, которая контактирует с гайкой, выполнена спиралеобразной с упором, который выполнен с возможностью взаимодействия с передним торцом витка спирального элемента; при этом на торцевой поверхности шайбы со стороны расположения гайки выполнен кольцевой выступ, внутренний диаметр которого превышает внешний диаметр гайки.UA patent No. 59898 (IPC F16B 31/00, F16B 37/08, published. 16.08.2004). The nut is made in the form of a spiral element with an internal thread, the turns of which are directed opposite to the turns of the spiral element, and the surface of the washer that is in contact with the nut is made spiral with a stop, which is made with the possibility of interaction with the front end of the turn of the spiral element; in this case, an annular protrusion is made on the end surface of the washer from the side of the nut, the inner diameter of which exceeds the outer diameter of the nut.
Патент UA №69115 (МПК F16B 37/08, F16B 39/282, опублик. 25.12.2007), который является наиболее близким к предлагаемому техническому решению, соответственно, принят за прототип. Гайка самоконтрящаяся включает корпус, который выполнен в виде спирального элемента с торцевыми опорными поверхностями, и отверстие, которое выполнено в корпусе с резьбой, витки которой направлены противоположно направлению витков спирального элемента. Торцевые опорные поверхности выполнены коническими с ориентацией верхушек конусов внутрь гайки. При этом верхушки конусов выполнены с углом в пределах 150°-170°.UA patent No. 69115 (IPC F16B 37/08, F16B 39/282, published. December 25, 2007), which is the closest to the proposed technical solution, respectively, adopted as a prototype. The self-locking nut includes a housing, which is made in the form of a spiral element with end supporting surfaces, and a hole, which is made in the housing with a thread, the turns of which are directed opposite to the direction of the turns of the spiral element. The end bearing surfaces are made conical with the orientation of the tops of the cones inside the nut. Moreover, the tops of the cones are made with an angle in the range of 150 ° -170 °.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- поскольку гайка состоит из двух частей - шайбы и пружина, то возрастают затраты на ее изготовление и эксплуатацию,- since the nut consists of two parts - the washer and spring, the costs of its manufacture and operation increase,
- такую гайку очень тяжело закручивать из-за того, что резьба в гайке выполнена цилиндрическая, с натягом по прессовой посадке (иначе самозатягивания не будет), закручивать ее очень неудобно из за отсутствия заходной фаски на болте,- it is very difficult to tighten such a nut due to the fact that the thread in the nut is cylindrical, with an interference fit over the press fit (otherwise it will not self-tighten), it is very inconvenient to tighten it due to the absence of a chamfer on the bolt,
- данная конструкция не является антивандальной, поскольку ее можно открутить за свободный конец пружины.- This design is not anti-vandal, since it can be unscrewed for the free end of the spring.
Таким образом, технической проблемой известных конструкции гаек является сложность конструкции, недостаточная надежность, а также отсутствие безопасности при их использовании в связи с тем, что они не обладают антивандальными свойствами. Предлагаемая конструкция позволит решить данную проблему, благодаря отсутствию описанных недостатков.Thus, the technical problem of the known design of nuts is the design complexity, lack of reliability, as well as the lack of safety when using them due to the fact that they do not have anti-vandal properties. The proposed design will solve this problem, due to the lack of the described disadvantages.
Технический результат заключается в упрощении конструкции с одновременным повышением надежности и безопасности использования.The technical result consists in simplifying the design while improving reliability and safety of use.
Достигается технический результат тем, что в гайке антивандальной с эффектом самозатягивания, включающей корпус цилиндрической формы со сквозным разрезом, выполненным по винтовой линии с направлением противоположным направлению резьбы, выполненной на внутренней поверхности корпуса, согласно изобретению, на рабочем торце выполнен буртик цилиндрической формы, внутренняя поверхность корпуса выполнена с конусностью 2°, расширяющейся в направлении рабочего торца гайки.The technical result is achieved by the fact that in the anti-vandal nut with a self-tightening effect, comprising a cylindrical body with a through cut made along a helical line with a direction opposite to the thread direction made on the inner surface of the housing, according to the invention, a cylindrical flange is made on the working end face, inner surface the housing is made with a taper of 2 °, expanding in the direction of the working end of the nut.
Причем в корпусе выполнено технологическое отверстие, в котором заканчивается винтовой разрез.Moreover, a technological hole is made in the housing, in which a screw cut ends.
Дополнительные отличия предлагаемого изобретения:Additional features of the invention:
- буртик имеет один или несколько поводковых шипов, торец которых выполнен совместно с буртиком, а его основание - совместно с корпусом;- the flange has one or more pulling spikes, the end of which is made together with the flange, and its base - together with the body;
- свободный виток винтового корпуса гайки заканчивается плоской пятой (для возможности демонтажа) или острой кромкой (для невозможности демонтажа);- a free turn of the screw housing of the nut ends with a flat fifth (for the possibility of dismantling) or a sharp edge (for the impossibility of dismantling);
- сквозной разрез вдоль оси цилиндра по винтовой линии содержит 1,5-3 витка, выполненных с переменным шагом.- a through cut along the axis of the cylinder along a helix contains 1.5-3 turns made with a variable pitch.
Во втором варианте выполнения технический результат достигается тем, что в гайке антивандальная с эффектом самозатягивания, включающей корпус цилиндрической формы со сквозным разрезом, выполненным по винтовой линии с направлением противоположным направлению резьбы, выполненной на внутренней поверхности корпуса, согласно изобретению корпус гайки в верхней своей части имеет шестигранную форму, внутренняя поверхность корпуса выполнена с конусностью 2°, расширяющейся в направлении рабочего торца гайки, причем в верхней части корпуса выполнено технологическое отверстие, в котором заканчивается винтовой разрез.In the second embodiment, the technical result is achieved in that the nut is vandal-proof with a self-tightening effect, comprising a cylindrical body with a through cut made along a helical line with a direction opposite to the thread direction made on the inner surface of the housing, according to the invention, the nut body in its upper part has hexagonal shape, the inner surface of the housing is made with a taper of 2 °, expanding in the direction of the working end of the nut, and in the upper part of the housing you the technological hole is filled in which the screw cut ends.
Дополнительными отличиями являются:Additional differences are:
- свободный виток винтового корпуса гайки заканчивается плоской пятой или острой кромкой;- a free turn of the screw housing of the nut ends with a flat fifth or sharp edge;
- сквозной разрез вдоль оси цилиндра по винтовой линии содержит 1,5-3 витка, выполненных с переменным шагом.- a through cut along the axis of the cylinder along a helix contains 1.5-3 turns made with a variable pitch.
Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами:The invention is illustrated by the following graphic materials:
- фиг. 1 и фиг. 2, на которых представлены варианты предлагаемой гайки с буртиком (на фиг. 1 буртик имеет один поводковый шип, на фиг. 2 - шесть поводковых шипов);- FIG. 1 and FIG. 2, which shows the variants of the proposed nut with a shoulder (in Fig. 1, the collar has one drive spike, in Fig. 2 - six lead spikes);
- фиг. 3, на которой представлен вариант предлагаемой гайки с шестигранной частью корпуса;- FIG. 3, which shows a variant of the proposed nut with a hexagonal part of the housing;
- фиг. 4, на которой представлены все виды гайки, изображенной на фиг. 1,- FIG. 4, which shows all kinds of nuts shown in FIG. 1,
где:Where:
1 - винтовой разрез вдоль оси цилиндра;1 - screw section along the axis of the cylinder;
2 - буртик;2 - shoulder;
3 - внутренняя поверхность корпуса;3 - the inner surface of the housing;
4 - технологическое отверстие;4 - technological hole;
5 - плоская пята свободного витка;5 - flat heel of a free coil;
6 - поводковый шип;6 - lead spike;
7 - острая кромка свободного витка;7 - sharp edge of a free turn;
8 - шестигранная часть корпуса гайки.8 - the hexagonal part of the nut housing.
Гайка антивандальная с эффектом самозатягивания включает корпус цилиндрической формы со сквозным разрезом 1, выполненным по винтовой линии с направлением противоположным направлению резьбы (для создания радиально направленных упругих сил), выполненной на внутренней поверхности 3 корпуса. Сквозной разрез 1 вдоль оси цилиндра по винтовой линии содержит 1,5-3 витка, выполненных с переменным шагом.An anti-vandal nut with a self-tightening effect includes a cylindrical body with a through
В одном варианте исполнения гайка имеет на рабочем торце буртик 2 цилиндрической формы, внутренняя поверхность корпуса выполнена с конусностью 2°, расширяющейся в направлении рабочего торца гайки, причем в корпусе выполнено технологическое отверстие 4 (для снятия напряжений после закалки и предохранения от закалочных трещин на конце винтового разреза, поскольку он имеет толщину 0,1-0,3 мм), в котором заканчивается винтовой разрез 1.In one embodiment, the nut has a
Буртик 2 имеет один или несколько поводковых шипов 6. Они являются упорами для контакта с элементом ключа для откручивания гайки. Причем для откручивания предлагаемых гаек применяются ключи специально изготовленные под разное количество поводковых шипов 6, что полностью исключает возможность откручивания этих гаек обычными ключами, а также появляется возможность изготавливать ключи разной конфигурации по заказу различных заказчиков.The
Свободный виток винтового корпуса гайки заканчивается плоской пятой 5 или острой кромкой 7.The free turn of the screw housing of the nut ends with a
Плоская пята 7 служит для дополнительного упора при откручивании гайки. Таким образом, вариант выполнения с пятой 5 - для гаек, которые могут быть откручены, тогда как вариант выполнения с острой кромкой 7 - для гаек, откручивание которых не предусмотрено.
Гайки с буртиком 2 предназначены для использования с предельными нагрузками, вплоть до разрыва болта.
Во втором варианте исполнения корпус гайки в верхней своей части имеет шестигранную форму 8, в верхней части корпуса выполнено технологическое отверстие 4, в котором заканчивается винтовой разрез 1, который получается методом лазерной резки. В наиболее предпочтительном варианте высота жесткой шестигранной части корпуса гайки относится к высоте упругой цилиндрической части как 2:3. Это соотношение может меняться в зависимости от технического задания.In the second embodiment, the nut casing in its upper part has a
В этом варианте выполнения гайки свободный виток винтового корпуса гайки также может заканчиваться плоской пятой 5 или острой кромкой 7.In this embodiment of the nut, the free turn of the screw housing of the nut can also end with a
Таким образом, вариант выполнения с пятой 5 - для гаек, которые могут быть откручены, тогда как вариант выполнения с острой кромкой 7 - для гаек, откручивание которых не предусмотрено.Thus, the embodiment with the fifth 5 is for nuts that can be unscrewed, while the embodiment with a
Гайки без буртика с шестигранной частью 8 корпуса предназначены для нагрузок, не допускающих разрыва болта.Nuts without collar with
В предлагаемом изобретении внутренняя резьба в гайке выполнена конической, что позволяет сделать передний виток с зазором, как на обычной гайке, тогда ее легко можно накручивать вручную на один оборот, не больше, потому что далее, уже без зазора, гайка начнет калибровать профиль резьбы болта.In the present invention, the internal thread in the nut is tapered, which makes it possible to make a front turn with a gap, as on a regular nut, then it can be easily twisted manually by one revolution, not more, because then, already without a gap, the nut will begin to calibrate the thread profile of the bolt .
Коническая резьба не должна иметь скруглений в вершинах и впадинах (с целью создания беззазорного упругого контакта профиля резьбы гайки с профилем резьбы болта), а передний виток должен вручную накручивать ее на болт не менее чем на 1-1.5 оборота.The conical thread should not have fillets at the tops and troughs (in order to create a gapless elastic contact between the thread profile of the nut and the thread profile of the bolt), and the front turn should manually screw it onto the bolt for at least 1-1.5 turns.
Выполнение резьбы конической формы позволяет получить полный контакт с цилиндрической резьбой болта, на котором, по мере затягивания гайки, происходит калибровка поверхности резьбы болта с резьбой гайки.The execution of the thread of the conical shape allows full contact with the cylindrical thread of the bolt, on which, as the nut is tightened, the thread surface of the bolt with the nut thread is calibrated.
С целью повышения жесткости гайки, ее корпус, по мере закручивания, расширяется и создает радиальное давление, равномерно распределяющееся по всей поверхности резьбы болта, находящейся под гайкой. В данном случае, теорема Н.Е. Жуковского о трех витках, не работает. Поэтому, все витки, при максимальной осевой нагрузке работают одновременно, а разрывное осевое усилие зависит от количества витков на гайке.In order to increase the rigidity of the nut, its body, as it is twisted, expands and creates a radial pressure that is evenly distributed over the entire surface of the thread of the bolt located under the nut. In this case, the theorem of N.E. Zhukovsky about three turns, does not work. Therefore, all turns, at maximum axial load, work simultaneously, and the breaking axial force depends on the number of turns on the nut.
Технология изготовления гайкиNut Technology
Заготовки для изготовления корпуса гаек производятся из стандартной трубы из стали 40Х.Billets for the manufacture of the housing of nuts are made from a standard pipe made of steel 40X.
Корпус гайки изготавливается методом холодной или горячей штамповки. Поверхность под нарезание резьбы должна быть без окалины и наклепа. Рекомендуется термообработка - «улучшение».The nut body is manufactured by cold or hot stamping. The surface for threading should be without scale and hardening. Heat treatment is recommended - “improvement”.
При резке технологического отверстия 4 лазером, происходит закалка цилиндрической поверхности и резьбовой поверхности отверстия до весьма высокой твердости. Вследствии чего, элементы резьбы попавшие под лазерный луч, приобретают свойство режущего инструмента и способность калибровать профиль резьбы болта. Как результат резьба болта и резьба гайки, по мере навинчивания, полностью начинают прилегать друг к другу по контактирующему профилю. За пределами технологического отверстия происходит раскрытие разрезанной части корпуса и полная притирка между собой с сильным радиальным обжатием резьбы болта.When cutting the
Специальная коническая резьба выполняется с общим уклоном в 2 градуса на резьбофрезерном станке. Средний диаметр резьбы, на первом витке гайки, должен быть такой, чтобы первый виток гайки можно было закручивать «от руки».Special taper threads are made with a general slope of 2 degrees on a thread milling machine. The average diameter of the thread on the first turn of the nut should be such that the first turn of the nut can be twisted “by hand”.
Далее, гайка подлежит процессу термической обработки, состоящему из двух стадий: закалки и отпуска (для снятия напряжений от закалки).Further, the nut is subject to a heat treatment process consisting of two stages: hardening and tempering (to relieve stresses from hardening).
Окончательная операция - лазерная резка корпуса гайки по винтовой линии с заданным шагом с целью создания бокового винтового разреза с повышенной твердостью в месте резки. Операция резки выполняется с помощью лазера, начиная с конца конического корпуса, и, заканчивая вырезкой технологического отверстия для снятия напряжений.The final operation is laser cutting of the nut housing along a helical line with a given step in order to create a lateral screw cut with increased hardness at the cutting site. The cutting operation is performed using a laser, starting from the end of the conical body, and ending with the cutting of the technological hole for stress relieving.
Предлагаемая конструкция обладает свойствами антивандальности. Антивандальность гайки - это свойство препятствовать ее откручиванию. В предлагаемой конструкции при попытке ее открутить, упругая часть корпуса обжимает болт тем сильнее, чем больше крутящий момент, приложенный для ее откручивания. Таким образом, антивандальная гайка - это гайка, которая может крутиться только в одну сторону, в сторону ее затягивания. Так что свойство крутиться в одну сторону - это не только антивандальность, но и самозатягивание, которое прекращается, если затухают колебания от вибрации. После дождя или резкого перепада температур, происходят изменения в болтовом соединении. Дождь вызывает возникновение ржавчины в зоне контакта и затяжка ослабевает по мере разрушения ржавчины. Температурные колебания также изменяют силу затяжки резьбового соединения. А когда возникают большие нагрузки, то гайка испытывает колебания от этих нагрузок, то на откручивание, то на затяжку. Поэтому, если открутить эту гайку нельзя, а закрутить ее можно, то она закручивается на небольшую величину с каждым новым колебанием, пока они не затухнут и так далее.The proposed design has anti-vandal properties. The anti-vandalism of a nut is a property of preventing its loosening. In the proposed design, when trying to unscrew it, the elastic part of the body compresses the bolt the more, the greater the torque applied to unscrew it. Thus, an anti-vandal nut is a nut that can only turn in one direction, in the direction of its tightening. So the property of spinning in one direction is not only anti-vandalism, but also self-tightening, which stops if the vibrations dampen. After rain or sudden temperature changes, changes occur in the bolted connection. Rain causes rust in the contact area and the tightening weakens as the rust breaks. Temperature fluctuations also change the tightening force of the threaded joint. And when large loads occur, the nut experiences fluctuations from these loads, then on loosening, then tightening. Therefore, if it is impossible to unscrew this nut, but it is possible to tighten it, then it is twisted by a small amount with each new oscillation, until they loosen and so on.
ИспытанияTest
В предлагаемой конструкции резьба выполнена конической, что позволяет накручивать гайку от руки первый виток, а далее, с помощью специального ключа, гайка начинает обжимать болт аналогично прессовой посадке. Накрутить такую гайку можно даже, если болт будет без заходной фаски или с забитой или смятой резьбой. В настоящее время, болты выпускаются с резьбой, полученной методом накатки, такой способ получения резьбы позволяет в 3-4 раза увеличить прочность болта на разрыв, но при этом верхушки резьбы выходят за пределы допуска, а иногда и угол наклона нарушается. Однако, предлагаемая гайка калибрует профиль резьбы, и тем самым, полностью обжимает профиль резьбы болта с общим усилием около 10-12 тонн, что гарантирует сохранность резьбы болта и не допускает ее смятие. Испытания на разрыв показали, что за счет прессовой посадки, при 42 тоннах осевой нагрузки, разорвался болт, а гайка осталась работоспособной и резьба, оставшаяся на части болта после разрыва, также осталась работоспособной.In the proposed design, the thread is tapered, which allows you to turn the nut by hand the first turn, and then, using a special key, the nut begins to compress the bolt in the same way as the press fit. You can even screw such a nut if the bolt is without a chamfer or with a clogged or wrinkled thread. Currently, bolts are produced with thread obtained by knurling, this method of obtaining threads allows 3-4 times to increase the tensile strength of the bolt, but the thread tops are out of tolerance, and sometimes the angle of inclination is violated. However, the proposed nut calibrates the thread profile, and thereby fully compresses the thread profile of the bolt with a total force of about 10-12 tons, which guarantees the safety of the thread of the bolt and prevents its collapse. Tensile tests showed that due to the press fit, at 42 tons of axial load, the bolt broke, and the nut remained operational and the thread remaining on the part of the bolt after the break also remained operational.
Параллельно были проведены испытания со стандартной гайкой, при которых она сползла с болта при 12 тоннах осевой нагрузки.In parallel, tests were carried out with a standard nut, in which it slid off the bolt at 12 tons of axial load.
Таким образом, предлагаемая гайка антивандальная с эффектом самозатягивания обладает повышенной надежностью за счет повышения жесткости конструкции. Поскольку гайка обладает высокой твердостью, то при закручивании калибрует поверхность болта и полностью его обжимает за счет прессовой посадки. При использовании предлагаемой гайки также не требуется использования никаких дополнительных шайб, в том числе и пружинных, что повышает удобство использования.Thus, the proposed anti-vandal nut with a self-tightening effect has increased reliability by increasing the rigidity of the structure. Since the nut has a high hardness, it tightens the surface of the bolt when tightened and completely compresses it due to the press fit. Using the proposed nut also does not require the use of any additional washers, including spring washers, which increases the usability.
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019137531A RU2717723C1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Anti-vandal nut with self-tightening effect |
PCT/RU2020/000574 WO2021101408A1 (en) | 2019-11-21 | 2020-10-28 | Tamper-proof self-tightening nut |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019137531A RU2717723C1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Anti-vandal nut with self-tightening effect |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2717723C1 true RU2717723C1 (en) | 2020-03-25 |
Family
ID=69943140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019137531A RU2717723C1 (en) | 2019-11-21 | 2019-11-21 | Anti-vandal nut with self-tightening effect |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2717723C1 (en) |
WO (1) | WO2021101408A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU214567U1 (en) * | 2022-09-02 | 2022-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Реконструкция и строительство железных дорог" | VANDAL-RESISTANT BREAKING NUT |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA69115A (en) * | 2003-12-08 | 2004-08-16 | Ltd Liability Company Trade Ho | Threaded joint |
RU2241870C1 (en) * | 2003-03-24 | 2004-12-10 | Пензенский государственный университет | Self-locked nut |
UA81232C2 (en) * | 2004-04-05 | 2007-12-25 | Self-locking nut | |
KR100902061B1 (en) * | 2009-02-23 | 2009-06-09 | 주식회사 임진에스티 | The power clutch nut |
CN105443549A (en) * | 2015-11-24 | 2016-03-30 | 游奕华 | Conical internal thread and threaded column connecting structure |
-
2019
- 2019-11-21 RU RU2019137531A patent/RU2717723C1/en active
-
2020
- 2020-10-28 WO PCT/RU2020/000574 patent/WO2021101408A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2241870C1 (en) * | 2003-03-24 | 2004-12-10 | Пензенский государственный университет | Self-locked nut |
UA69115A (en) * | 2003-12-08 | 2004-08-16 | Ltd Liability Company Trade Ho | Threaded joint |
UA81232C2 (en) * | 2004-04-05 | 2007-12-25 | Self-locking nut | |
KR100902061B1 (en) * | 2009-02-23 | 2009-06-09 | 주식회사 임진에스티 | The power clutch nut |
CN105443549A (en) * | 2015-11-24 | 2016-03-30 | 游奕华 | Conical internal thread and threaded column connecting structure |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU214567U1 (en) * | 2022-09-02 | 2022-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Реконструкция и строительство железных дорог" | VANDAL-RESISTANT BREAKING NUT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021101408A1 (en) | 2021-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2272186C2 (en) | Locking fastening device | |
RU2215914C2 (en) | Fastening system with having free travel till tightening torque | |
JP5204856B2 (en) | Improved nuts and bolts | |
US5634751A (en) | Blind fastener with deformable sleeve | |
US7128511B2 (en) | Fastener | |
CN110552946B (en) | Locking stopping bolt assembly with single nut | |
CN109114092B (en) | Anti-loosening and retaining nut | |
RU99124195A (en) | NUT WITHOUT RUNNING UP TO TORQUE | |
JPH0610936A (en) | Nut, particularly wheel nut | |
CA2803532A1 (en) | A double-acting locking washer | |
US20130164093A1 (en) | Fastener | |
JP4977178B2 (en) | Fastener, bolt and nut manufacturing method, and fastener fastening method | |
RU2717723C1 (en) | Anti-vandal nut with self-tightening effect | |
US6872041B2 (en) | Oversized wrenching head tension control bolt | |
JP2009526636A (en) | Working electrode used in electrodynamic crusher | |
CN206320157U (en) | The Anti-loosen stop nut radially locked | |
CN111306173B (en) | Collet chuck structure type locknut | |
NZ221244A (en) | Self-locking split nut with conical base | |
CN112594273A (en) | Eccentric locking cap of transmission tower bolt | |
KR20130140751A (en) | Self-locking nut | |
CN102278349B (en) | Connecting arrangement and method of fastening a bolt | |
RU2410574C1 (en) | Unit of threaded connection of structure elements and nut (versions) | |
RU2755107C1 (en) | Fastener for locking threaded connection and locking threaded connection using it | |
EP0634583A1 (en) | Means for locking a nut on a bolt | |
RU2743320C1 (en) | Fastening element of locking threaded connection and locking threaded connection with its use |