Соединение деталей с односторонним доступом Советский патент 1992 года по МПК F16B5/02 

Изобретение относится к резьбовым крепежным средствам, устанавливаемым с односторонним доступом.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является соединение, содержащее смонтированную в соосных отверстиях соединяемых деталей, одна из которых - с заходной фаской, резьбовую шпильку с шейкой и головкой, образованными кольцевой проточкой, выполненной на стержне шпильки, и установленную в проточке на шейке упругую разрезную шайбу с наружным и внутренним диаметрами, превышающими диаметры установочного отверстия и шейки шпильки, соответственно, шайба размещена между головкой и взаимообращенной к ней поверхностью одной из соединяемых деталей и выполнена с аксиально направленным кольцевым выступом, размещенным в ответном кольцевом пазу выполненном в головке шпильки, а на резьбовом конце шпильки установлена в контакте с поверхностью соединяемой детали с заходной фаской затяжная гайка.

Такое резьбовое соединение обладает невысокими эксплуатационными характеристиками, так как не гарантирует надежную ориентацию шайбы соосно отверстию.

VI

4 ГО СП СО

о

При монтаже соединения шайба, выталкиваемая из отверстия стенкой проточки шпильки, находится в верхней части проточки, а ее выступ соответственно вне паза головки шпильки, что позволяет шайбе после выхода из отверстия, разжимаясь и взаимодействуя при этом с кромкой отверстия в детали, расположенной со стороны головки шпильки, разместиться на шейке шпильки несоосно ей.При наклонном положении оси соединения шайба устанавливается на шейке шпильки несоосно ей и под действием собственного веса. И в том, и в другом случаях кольцевой выступ шайбы не попадает при стягивании соединения в ответный кольцевой паз головки шпильки, и надежного соединения не образуется, а при больших усилиях затяжки возможно выдавливание шайбы из соединения, Представляет трудность и выполнение паза на головке шпильки.. Выполнение упругой разрезной шайбы с диаметром большим диаметра установочного отверстия соединяемых деталей требует значительного снмжения ее жесткости, особенно для соединений малых диаметров, для исключения повреждения ею поверхности отверстия. Наличие в отверстии заходной фаски, обеспечивающей обжатие шайбы при монтаже соединения, уменьшает рабочую поверхность соединения. Невозможен демонтаж соединения без его разрушения.

Целью изобретения является повышение надежности соединения путем гарантированного размещения кольцевого выступа шайбы в ответном кольцевом пазу при одновременном повышении технологичности и улучшении его эксплуатационных характеристик.

Это достигается тем, что в соединении, содержащем смонтированную в соосных отверстиях соединяемых деталей резьбовую шпильку с головкой и шейкой, евоей поверхностью примыкающей к взаимообращенным поверхностям стержня шпильки и головки, затяжную гайку, установленную на резьбой части стержня шпильки, и установленную на шейке шпильки между взаимооб- ращенными поверхностями стержня шпильки и головки в контакте с поверхностью обращенной к головке соединяемой детали упругую разрезную шайбу; выполненную с аксиально направленным кольцевым выступом, размещенным в ответном кольцевом пазу, образованном соответствующими поверхностями элементов соединения, стержень шпильки выполнен составным из связанных посредством резьбы болта-головки и втулки, причем ответная затяжной гайке резьбовая часть шпильки

выполнена на противоположном конце головки втулки, шейка шпильки ограничена сопряженными поверхностями стержня болта-головки, непосредственно его головки и обращенной к последней торцевой поверхностью втулки, по меньшей мере одна из упомянутых поверхностей выполнена с аксиально направленным выступом с конической разжимной поверхностью, контак0 тирующим с внутренней поверхностью шайбы, шайба размещена в контакте с торцевой поверхностью втулки и выполнена за- неволенной, причем в свободном состоянии ее наружный диаметр не превышает диа5 метра установочных отверстий в соединяемых деталях.

Такое соединение позволяет произвести его демонтаж, т.к. шайба при прохождении сквозь отверстия в соединяемых

0 деталях во время установки или демонтажа соединения находится в свободном состоя1 нии, при котором ее наружный диаметр не превышает диаметра установочных отверстий в соединяемых деталях, что уменьшает

5 также вероятность повреждения шайбой поверхностей отверстий в соединяемых деталях.

Выступ с конической разжимной поверхностью может быть выполнен в пазу, при0 чем чем меньше ее наклон к оси болта, тем меньшие усилия затяжки необходимы для упругого деформирования шайбы, размещаемой выступом в пазу, Поэтому предпочтительнее выступ выполнять на стержне

5 болта-головки, причем большее основание упомянутой конической поверхности выступа должно быть обращено в сторону головки, или же на обращенной к головке торцевой поверхности втулки, при этом

0 большее основание упомянутой конической поверхности обращено в сторону соединяемых деталей. Это позволяет уменьшить размеры паза и ответного выступа шайбы. С этой же целью паз может быть выполнен на

5 торце втулки, обращенном в сторону голо- . вки шпильки.

Для увеличения площади контактирования шайбы с головкой и обращенной к ней поверхностью одной из соединяемых дета0 лей, что повышает прочность соединения в осевом направлении (на отрыв), шайба может быть заневолена по винтовой линии, а ее выступ удален на длине нахлестки витков. Удаление выступа шайбы в этой зоне

5 позволяет уменьшить ее упругий деформации и, следовательно, повысить ее усталостную прочность.

Сопоставительный анализ с соединением-прототипом позволяет сделать вывод, что указанные выше признаки заявляемого

технического решения являются необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели изобретения, отличительные признаки являются новыми по отношению к прототипу и решение в целом отвечает критерию существенные отличия, соединение в целом более надежно, т.к. в нем гарантировано размещение шайбы своим выступом в ответном кольцевом пазу, имеет более высокие зксплуатацион- ные характеристики, т.к. возможен его демонтаж и увеличивается его силовая отдача, улучшается в нем и технологичность выполнения паза, и, следовательно, данное решение отвечает критерию положительный эффект.

На фиг. 1-3 изображено соединение, варианты выполнения в собранном виде; на фиг, 4-6 - узел I, варианты выполнения: на фиг. 7 - соединение в процессе монтажа на соединяемых деталях (перед стягиванием при горизонтальном положении оси соединения); на фиг. 8 - соединение в процессе монтажа на соединяемых деталях (перед стягиванием, при горизонтальном положе- нии оси соединения); на фиг 9 - соединение в процессе монтажа на соединяемых деталях (перед стягиванием при горизонтальном положении оси соединения)

Соединение деталей содержит смонти- рованную в соосных отверстиях 1 и 2 соединяемых деталей 3 и 4 резьбовую шпильку 5 с головкой 6 и шейкой 7, стержень 8 шпильки 5 выполнен составным из связанных посредством резьбы болта-головки 9 и втулки 10, причем ответная затяжной гайке 11 резьбовая часть 12 шпильки 5 выполнена на противоположном головке б конце 13 втулки 10, шейка 7 шпильки 5 ограничена сопряженными поверхностями 14 стержня 15 болта-головки 9, непосредственно его головки 6 (конической разжимной поверхностью 16 аксиального выступа 17, которым снабжен выполненный в головке 6 паз 18) и обращенной к последней торцевой поверх- ностью 19 втулки 10. и установленную на шейке 7 шпильки 5 между взаимообращенными поверхностями 19 втулки 10 и 20 головки 6 в контакте с ними и с поверхностью 21 обращенной к головке 6 соединяемой дета- ли 4, а своей внутренней поверхностью 22 в контакте с аксиальным выступом 17 паза 18 головки 6 упругую разрезную шайбу 23, выполненную с аксиально направленным кольцевым выступом 24, размещенным в от- ветном кольцевом пазу 18, причем шайба 23 выполнена заневоленной и в свободном состоянии ее наружный диаметр DI не превышает диаметра D2 установочных отверстий соединяемых деталей

Выступ 17 с конической разжимной поверхностью 16 может быть выполнен на стержне 15 болта-головки 9, причем большее основание упомянутой конической поверхности 16 обращено в сторону головки 6.

Вые гул 17с конической разжимной поверхностью 16 может быть выполнен на обращенной к головке 6 торцевой поверхности 19 втулки 10, причем большее основание упомянутой конической поверхности 16 обращено в сторону соединяемых деталей.

Паз 18 под кольцевой выступ 24 шайбы 23 выполнен на торце 25 втулки 10, обращенном в сторону головки 6 шпильки 5.

Шайба 23 заневолена по винтовой линии.

Монтаж соединения выполняется следующим образом.

После ввода соединения в отверстия 1 и 2 соединяемых деталей 3 и 4 производится затяжка резьбовой втулки 10 и болта 9, при которой шайба 23 под воздействием торца 25 втулки 20, взаимодействуя при этом своей внутренней поверхностью 22 с разжимной конической поверхностью 16 ответного аксиального выступа 17, деформируется и устанавливается своим выступом 24 в ответном пазу 18, контактируя при этом с торцом 25 втулки 10, с аксиальным разжимным выступом 17 и с головкой 6. Вращением затяжной гайки 11 производится окончательная затяжка соединения, по завершении которой шайба 23 устанавливается в соединении в контакте с поверхностью 21. обращенной к головке 6 соединяемой детали 4.

Демонтаж соединения производится выворачиванием болта 9 из втулки 10. При этом шайба 23 возвращается в свободное состояние, скользя по конической поверхности 16 разжимного выступа 17, или срывается с выступа 17, взаимодействуя при извлечении соединения из отверстий 1 и 2 с обращенной к головке 6 поверхностью 21 соединяемой детали 4 (фиг. 3-6). Размещаясь на стержне 15 болта 9, шайба 23 не препятствует извлечению соединения из отверстий 1 и 2, так как в свободном состоянии ее наружный диаметр DI не превышает диаметра D2 установочных отверстий 1 и 2,

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет существенно повысить надёжность и улучшить эксплуатационные характеристики соединения путем гарантированного размещения и ориентирования кольцевого выступа шайбы в ответном кольцевом пазу шпильки при одновременном улучшении его технологичности.

Формула изобретения 1. Соединение деталей с односторонним доступом, содержащее смонтированную в соосных отверстиях соединяемых деталей резьбовую шпильку с головкой и шейкой, своей поверхностью примыкающей к взаимообращенным поверхностям стержня шпильки и головки, затяжную гайку, установленную на резьбовой части стержня шпильки, и установленную на шейке шпильки между взаимообращенными поверхностями стержня шпильки и головки в контакте с поверхностью, обращенной к головке соединяемой детали, упругую разрезную шайбу, выполненную С аксиально направленным кольцевым выступом, размещенным в ответном кольцевом пазу, образованном соответствующими поверхностями элементов соединения, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности путем гарантированного размещения кольцевого выступа шайбы в ответном кольцевом пазу, стержень шпильки выполнен составным из связанных посредством резьбы болта-головки и втулки, при- чем ответная затяжной гайке резьбовая часть шпильки выполнена на противоположном головке конце втулки, шейка шпильки ограничена сопряженными поверхностями стержня болта-головки, непосредст- венно его головки и обращенной к последней торцевой поверхностью втулки, по меньшей мере одна из упомянутых поверхностей выполнена с аксиально направленным выступом с конической разжимной поверхностью, контактирующим с внутренней поверхностью шайбы, шайба размещена в контакте с торцевой поверхностью втулки и выполнена заневоленной, причем в свободном состоянии ее наружный диаметр не превышает диаметра установочных отверстий в соединяемых деталях.

2,Соединение деталей по п. 1, отличающееся тем, что выступ с конической разжимной поверхностью выполнен на ст ержне болта-головки, причем большее основание упомянутой конической поверхности обращено в сторону головки

3.Соединение деталей по п. 1. о т л и - чающееся тем, что выступ с конической разжимной поверхностью выполнен на обращенной к головке торцевой поверхности втулки, причем большее основание упомянутой конической поверхности обращено в сторону соединяемых деталей.

А. Соединение деталей по п, 1, отличающееся тем, что паз под кольцевой выступ шайбы выполнен на торце втулки, обращенном в сторону головки шпильки

5. Соединение деталей по п. 1, отличающееся тем, что шайба заневолена по винтовой линии.

Использование: в соединениях с резьбовыми крепежными средствами, установленными при одностороннем доступе. Сущность изобретения: соединение деталей содержит смонтированную в соосных отверстиях соединяемых деталей резьбовую шпильку с головкой и шейкой. Стержень шпильки выполнен составным из связанных посредством резьбы болта - головки и втулки. Ответная затяжной гайке резьбовая часть шпильки выполнена на противоположном конце головки втулки. Шейка шпильки ограничена сопряженными поверхностями стержня болта - головки, непосредственно его головки (конической разжимной поверхностью аксиального выступа, которым снабжен выполненный в головке паз) и обращенной к последней торцовой поверхностью втулки. Соединение также содержит установленную на шейке шпильки между взаимообращенными поверхностями втулки и головки в контакте с ними и поверхностью обращенной к головке соединяемой детали, а своей внутренней поверхностью в контакте с аксиальным выступом паза головки - упругую разрезную шайбу. Последняя выполнена с аксиально направленным кольцевым выступом, размещенным в ответном кольцевом пазу. Шайба выполнена заневоленной и в свободном состоянии ее наружный диаметр не превыша ет диаметра установочных отверстий соединяемых деталей. Предусмотрены варианты конструктивного исполнения отдельных элементов соединения. 4 з.п. ф-лы, 9 ил w Ё

12

Фм.1

Ь гяф

9Ј5ЈШ

З глф

&

я

/

дг

Фаг. 7

Фиг,8