БЫСТРОРАЗЪЕМНОЕ ЦАНГОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2003 года по МПК F16L37/02 

Изобретение относится к быстроразъемным соединениям и может быть использовано в области машиностроения.

Известно соединительное устройство, включающее фланцевую втулку с входным и фиксирующим конусами и расположенный внутри нее палец (см. а.с. N 438813, кл. F 16 В 2/20).

Недостатком данного устройства является невозможность его установки в отверстии шпангоута или кронштейна, закрепленного на внешней поверхности космического аппарата при одностороннем подходе космонавта, кроме того, при воздействии больших осевых нагрузок произойдет расфиксация и может быть создана аварийная ситуация.

Известно быстроразъемное цанговое соединение, содержащее цангу с прорезями и стержень (см. патент РФ N1359543, кл. F 16 L 37/02), взятое за прототип.

Данное соединение также не обеспечивает установку в посадочные отверстия шпангоута космического аппарата при подходе с одной стороны и надежность при большом осевом усилии. Кроме того, невозможно его использовать в условиях работы космонавта в скафандре из-за малого зазора между стержнем и цангой.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности закрепления конструктивного узла в отверстии шпангоута космического аппарата при одностороннем подходе космонавта.

Техническим результатом предложенного решения является повышение надежности и исключение колебаний закрепляемого узла в посадочном отверстии шпангоута.

Технический результат достигается тем, что в быстроразъемном цанговом соединении, включающем цангу с прорезями и стержень, одна из прорезей цанги выполнена сквозной, при этом на наружной поверхности цанги на свободном ее конце выполнен двухзаходный конус, а на ее внутренней поверхности выполнены конус и выступ, взаимодействующие соответственно с конусом и впадиной, выполненными на стержне, имеющем на конце фиксирующий конус.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
На фиг.1 изображен общий вид быстроразъемного соединения в состыкованном виде в состоянии предварительной фиксации.

На фиг.2 - то же, в состоянии окончательной фиксации.

На фиг.3 - изображен стержень.

Быстроразъемное цанговое соединение содержит закрепляемый узел 1, соединенный резьбой со стержнем 2 и зафиксированный на нем стопорным кольцом 3, и цангу 4 с шестью лепестками 5 и прорезями 6 и 7. Прорезь 7 выполнена сквозной. На наружной поверхности цанги 4 на свободном ее конце выполнен двухзаходный конус с коническими участками 8 и 9 с углами α₁ и α₂. Угол α₁ больше α₂ (т. е. α₁=30^o, а α₂=10^o), это условие необходимо для удобства стыковки и расстыковки.

На внутренней поверхности цанги 4 выполнены конический выступ 10 и опорный конус 11 с углом α₃. На стержне 2 выполнены конус 12 с углом α₄, равным α₃ опорного конуса 11 цанги 4 (т.е. α₄ = α₃ = 25^°), коническая впадина 13 с углом α₅ и фиксирующий конус 14 с углом α₆. Угол α₅ больше α₆ (т.е. α₅=35^o, а α₆=30^o), это условие необходимо для поэтапного включения в работу конических поверхностей.

Необходимым условием для работы быстроразъемного цангового соединения является наличие зазора Δ между наружной поверхностью 15 стержня 2 и внутренней поверхностью 16 цанги 4, а также d₂ цанги должен быть большее d₁ отверстия шпангоута 17 для обеспечения предварительной фиксации.

Закрепляемый узел 1, соединенный резьбой со стержнем 2 и расположенной на стержне цангой 4, вставляют в отверстие шпангоута 17. При прохождении стержня 2 с цангой 4 через отверстие шпангоута 17 лепестки 5 цанги 4 в упругих деформациях благодаря заходному конусу 8 цанги 4 отгибаются внутрь, выбирая имеющийся зазор между наружной поверхностью 15 стержня 2 и внутренней поверхностью 16 цанги 4 и пройдя через отверстие, возвращаются в исходное положение, обеспечивая предварительную фиксацию. При вертикальном перемещении стержня 2 по резьбе цанга 4 разжимается конусом 12 стержня 2 благодаря сквозной прорези 7 цанги 4, т.к. она своей торцовой поверхностью упирается в закрепляемый узел 1, а опорным конусом 11 сидит на стержне 2. При определенном перемещении стержня 2, когда зазор Δ₁ между наружной поверхностью цанги 4 и внутренней поверхностью отверстия шпангоута 17 еще не выбран, в работу цанги 4 включается конический выступ 10, который входит в соприкосновение с конической впадиной 13 стержня 2, защищая цангу 4 от вертикальных прогибов. При дальнейшем перемещении стержня 2 в работу включается фиксирующий конус 14 стержня 2, с которым соприкасается цанга 4 своим свободным торцом. Перемещение стержня 2 происходит до полного выбора зазора Δ₁ между наружной поверхностью цанги 4 и внутренней поверхностью отверстия шпангоута 17, тем самым окончательно запирая замковое соединение.

При перемещении стержня 2 в обратном направлении до упора в стопорное кольцо 3 фиксирующий конус 14 стержня 2 отходит от свободного торца цанги 4, освобождая его, после чего под воздействием упругости цанги 4 конический выступ 10 цанги 4 выходит из соприкосновения с конической впадиной 13 стержня 2 и цанга 4 остается на стержне 2, опираясь на его конус 12 своим опорным конусом 11. Лепестки 5 цанги 4 освобождаются. Закрепляемый узел 1 держится в отверстии шпангоута 17 только на предварительной фиксации. При приложении вертикального усилия цанговые лепестки 5, благодаря обратному конусу 9 на наружной поверхности цанги 4, отогнутся внутрь, выбрав зазор Δ, что позволит отстыковать закрепляемый узел 1 от шпангоута 17.

Быстроразъемное цанговое соединение предназначено для использования в области машиностроения. Соединение содержит цангу с прорезями. Одна из прорезей выполнена сквозной. На наружной поверхности цанги на свободном ее конце выполнен двухзаходный конус. На внутренней поверхности цанги выполнены опорный конус и выступ. Опорный конус и выступ взаимодействуют с конусом и впадиной. Стержень имеет фиксирующий конус. Обеспечивается повышение надежности соединения. 3 ил.

Быстроразъемное цанговое соединение, содержащее цангу с прорезями, и стержень, отличающееся тем, что одна из прорезей цанги выполнена сквозной, при этом на наружной поверхности цанги на свободном ее конце выполнен двухзаходный конус, а на ее внутренней поверхности выполнены опорный конус и выступ, взаимодействующие соответственно с конусом и впадиной, выполненными на стержне, имеющим на конце фиксирующий конус.