ПРУЖИННАЯ ШАЙБА

Название	ПРУЖИННАЯ ШАЙБА
Разработчик (Авторы)	Леконцев Ю.М., Цыганков Д.А.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2193702
Дата регистрации	27.11.2002
Правообладатель	Институт горного дела - Научно-исследовательское учреждение СО РАН

Описание изобретения

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и горного дела и предназначено для использования в различных болтовых соединениях, преимущественно работающих в условиях ударных или вибрационных нагрузок.

Известна пружинная шайба (а.с. СССР 476381, F 16 b 43/02, опубл. в БИ 25 за 1975 г. ), выполненная в виде полусферы с прорезями на боковой поверхности, образующими пружинящие лепестки, контактирующие с закрепляемой деталью.

Недостатком данного изобретения является сложность изготовления и необходимость дополнительной детали в виде стягивающего кольца.

Известна также упругая шайба (а.с. СССР 308238, F 16 b 43/00, опубл. в БИ 21 за 1971 г. ), выполненная в виде кольца со встречными радиальными прорезями и с образованными между ними отогнутыми секторами.

Недостатком данного изобретения является то, что гайка или головка болта должна опираться на всю поверхность шайбы, размеры которой больше стандартных размеров первых. Поэтому, для этой шайбы необходимо изготавливать болт или гайку нестандартного размера. Кроме того, данная шайба, имея радиальные прорези, эластична и не может воспринимать большие осевые нагрузки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому решению является пружинная шайба (Анурьев В.И.Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 1967, стр. 192-193), состоящая из плоского кольца с прорезью и отогнутыми в противоположные стороны секторами.

Данная пружинная шайба предназначена, в большей степени, для удержания резьбовых соединений от саморазвинчивания при вибрационных нагрузках, но не способна демпфировать ударные нагрузки, так как не может воспринимать большие осевые нагрузки.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание простой и надежной конструкции пружинной шайбы, способной воспринимать большие осевые нагрузки с одновременным стопорением (удержанием) резьбового соединения от саморазвинчивания.

Это достигается тем, что пружинная шайба, выполненная из полосы материала в виде кольца с прорезью с отогнутыми в противоположные стороны концами, согласно предлагаемому техническому решению, со стороны боковой поверхности в полосе выполнены сквозные отверстия, причем над центрами отверстий полоса имеет максимальные расширения, а торцы полосы обрезаны по центру отверстий.

Известные пружинные шайбы, как правило, способны воспринимать большие осевые нагрузки, но не способны надежно фиксировать резьбовые соединения от саморазвинчивания во время действия циклических и ударных нагрузок, либо обладают надежной стопорной способностью, но не воспринимают осевые нагрузки, что приводит к появлению остаточных деформаций в резьбовых соединениях и к ослаблению усилия прижатия соединяемых деталей. Шайба, выполненная из полосы материала с отверстиями и согнутая в виде кольца с прорезью с отогнутыми в противоположные стороны концами, способна стопорить резьбовое соединение от саморазвинчивания подобно пружинной шайбе в виде плоского кольца с прорезью и отогнутыми в противоположные стороны секторами. Кроме того, со стороны боковой поверхности предлагаемой шайбы имеются отверстия, причем центры этих отверстий находятся напротив максимального расширения полосы материала. Поэтому, после номинального усилия затяжки гайки резьбового соединения одна из ее поверхностей входит в контакт с выступающими поверхностями пружинной шайбы. Во время ударных или циклических нагрузок, выпуклые поверхности шайбы способны упруго деформироваться в направлении отверстий и восстанавливаться после снятия нагрузки, обеспечивая стабильное первоначальное усилие прижатия скрепляемых деталей.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где на фиг.1 изображена предложенная пружинная шайба, общий вид; на фиг.2 - вид А; на фиг.3 дана развертка пружинной шайбы; на фиг.4 - пример болтового соединения с применением пружинной шайбы.

Пружинная шайба выполнена из полосы 1 материала, например, металла (фиг. 1), свернутой в виде кольца с прорезью (фиг. 2). Со стороны боковой поверхности в полосе 1 выполнены сквозные отверстия 2 (фиг.4). Центры этих отверстий находятся напротив максимального расширения h_max полосы 1, формируемого в процессе выполнения отверстий 2. Торцы полосы А и Б обрезаны по центру отверстий 2 так, чтобы сохранить размер h_max. После придания полосе 1 формы кольца с прорезью (фиг.2) концы шайбы Г и Д разводят в противоположные стороны на величину К (фиг.1).

Работает пружинная шайба следующим образом. Пружинная шайба устанавливается на опорную деталь 3 (фиг.4), через которую проходит болт 4 и с заданным усилием поджимается гайкой 5.

При воздействии на болтовое соединение вибрационных или ударных нагрузок за счет пружинящего эффекта расширений h_maх в сторону отверстий 2 (фиг.3) шайба демпфирует их, а отогнутые в противоположные стороны концы Г и Д (фиг. 1) пружинной шайбы удерживают гайку 5 от самопроизвольного развинчивания. Силовые параметры пружинной шайбы зависят от толщины полосы 1, количества витков спирали (фиг.3), формы отверстий и механических свойств материалов, выбор которых определяется производственной необходимостью.

Формула изобретения

Пружинная шайба, выполненная из полосы материала в виде кольца с прорезью и отогнутыми в противоположные стороны концами, отличающаяся тем, что со стороны боковой поверхности в полосе материала выполнены сквозные отверстия, причем над их центрами полоса материала имеет максимальные расширения, а ее торцы обрезаны по центру сквозных отверстий.

Изобретение "ПРУЖИННАЯ ШАЙБА" (Леконцев Ю.М., Цыганков Д.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога