Соединение деталей Советский патент 1992 года по МПК F16B21/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах, требующих частое и быстрое соединение и разьединение деталей.

Известно соединение деталей с использованием в качестве стопорного элемента незамкнутого кольца, установленного в кольцевую проточку, выполненную в охватываемой детали. Такое совпадение обеспечивает надежную осевую фиксацию деталей.

Недостатком соединения является трудоемкость его монтажа и демонтажа, так как при каждой установке или извлечении охватываемой детали требуется выполнить операцию по установке или снятию стопорного кольца, что требует дополнительной затраты времени и наличия приспособлений, Этот недостаток существенно снижает эксплуатационные качества ряда механизмов и устройств, когда во время работы необ-, ходимо оперативно удлинить или укоротить тягу или рычаг, переустановить упор, ограничитель и т.п.. Более того, в ряде случаев (труднодоступные места соединений деталей, ограниченные габариты и т.п.) установка стопорного кольца затруднительна или невозможна.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является быстродействующий соединительный палец. Устройство состоит из стержня, на одном конце которого установлена рукоятка, а на другом выполнено слуховое отверстие и диаметрально расположенные прорези, открытые со стороны торца стержня. Рукоятка выполнена в виде кольца, концы которого входят в радиальные отверстия стержня. В стержне выполнено сквозное осевое отверстие, в котором установлена тяга, на одном конце которой выполнено отверстие, расположенное перпендикулярно оси тяги, а другой конец тяги выполнен с резьбой. В отверстии тяги установлена фиксирующая пружина кручения, концы которой выступают наружу стержня через диаметрально расположенные прорези. Резьбовая часть тяги взаимодействует с втулкой, установленной в глухом отверстии стержня. На внешней поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в которую через радиальные отверстия в корпусе стержня заходят концы рукоятки.

Такое устройство позволяет осуществлять быстрое соединение и разьединение

(Л

4

Јь

О

деталей. Однако устройство очень сложное и обладает низкой технологичностью. Устройство содержит пять деталей, для изготовления и сборки которых нужно выполнить по меньшой мере 20 технологических операций.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности.

Указанная цель досгжаегся тем, что в соединении деталей, содержащем охватываемую деталь в виде соединительного пальца и участки по меньшей мере двух охватывающих деталей с совмещенными отверстиями, палец имеет рукоятку на одном конце и упругий фиксирующий элемент на другом, упругий фиксирующий элемент выполнен в виде витой цилиндрической пружины, наружный диаметр которой определяется из соотношения

+(0,4...0,7) d2,

где D2 - наружный диаметр пружины в сжатом до соприкосновения витков состоянии; DI - диаметр пальца; d2 - диаметр проволоки пружины, размещенной в выполненной на концевом участке пальца кольцевой проточке,

при этом на участках охватывающих деталей в зоне отверстий выполнены заход- ные фаски под углом 30°...60°, причем наружный диаметр фаски больше наружного диаметра пружины в сжатом состоянии, а указанная кольцевая проточка имеет глубину, равную диаметру проволоки пружины, и ширину, определяемую из соотношения

Hi(D2/Di)H2, где Hi - ширина кольцевой проточки;

Н2 - длина пружины в сжатом до соприкосновения витков состоянии.

Для удобства соединения деталей пружина выполнена с левой навивкой и имеет 2...4 витка. При этом отверстие в одной из охватывающих деталей может быть выполнено глухим с кольцевой проточкой, расположенной оппозитно кольцевой проточки пальца, и заходной фаской со сторон ы входа пальца.

На фиг.1 изображено предлагаемое соединение, продольный разрез; на фиг, 2 - пружина в сжатом состоянии; на фиг.З - вариант выполнения соединения, когда со- . единнтельный палец расположен в глухом отверстии с проточкой; на фиг.4 - элементы соединения.

Соединение содержит соединительный палец 1, установленный в отверстиях, вы- 1 полненных в охватывающих (соединяемых) деталях 2 и 3, и размещенную в кольцевой проточке 4 соединительного пальца 1 винтовую пружину 5. При этом наружный диаметр пружины 5 в сжатом до соприкоснфве- ния витков состоянии D2 определяется из соотношения

(OA..O,7)d2,

где Di-диаметр пальца;

d2 - диаметр проволоки пружины, На основании экспериментальных данных установлены коэффициент(0,4.,.0,7) и оптимальное количество витков пружины,

0 рапное 2...4 (зависит от диаметра и марки стали пружины).

Кольцевая проточка 4 выполнена глубиной hi, равной диаметру проволоки пружины d2 и шириной 1-Н, определяемой из

5 соотношения

Hi(D2/Di)H2.

где г - длина пружины в сжатом состоянии.

При этом глубина кольцевой проточки

0 hi выполнена с плюсовым допуском с тем, чтобы пружина 5 в скрученном состоянии не выступала из кольцевой проточки 4. На участках охватывающих деталей 2 в месте входа и выхода соединительного пальца 1

5 выполнена заходная фаска под углом а, равным 30...60°, причем наружный диаметр фаски Оф больше наружного диаметра пружины D2 в сжатом состоянии. При выполнении варианта соединения, когда сое0 динительный палец 1 не выступает за пределы охватывающей детали 3, отверстие в последней выполнено глухим и в нем выполнена кольцевая проточка, расположенная оппозитно кольцевой проточки 4, и

5 заходная фаска со стороны входа пальца, аналогичная упомянутой выше.

Соединение монтируется и демонтируется следующим образом.

Установку соединительного пальца 1 в

0 рабочее положение производят с предварительно смонтированной в кольцевой проточке пальца пружиной, Затем пальцу 1 придают поступательно-поворотное движение, при этом поворот осуществляют в сто5 рону скручивания витков пружины 5, Пружина 5, запираясь между буртиком кольцевой проточки 4 и деталью 2 при повороте пальца 1 под действием момента сил трения, скручивается и, уменьшаясь в диа0 метре, полностью размещается в проточке 4 пальца 1 заподлицо с наружной ее поверхностью. При дальнейшем перемещении пальца 1 пружина 5 выходит за пределы поверхности детали 2, под действием упру5 гих сил увеличивается в диаметре и запирает таким образом палец 1, предотвращая его от осевого перемещения. Хотя свивка пружины 5 может быть как правосторонней, так и левосторонней, целесообразно ее выполнять левосторонней. Это обеспечивает

удобство монтажа и демонтажа, так как при этом поступательно-поворотное движение пальца 1 аналогично вкручиванию (выкручиванию) винта, т.е. является привычным в технике приемом. При извлечении пальца 1 производятся аналогичные действия, при этом поворот пальца 1 при его поступательно-поворотном движении осуществляется в обратную сторону. Палец 1 легко извлекается вместе с пружиной 5.

Предлагаемое соединение деталей является простым, надежным, легко и быстро монтируемым и демонтируемым, удобным в эксплуатации и технологичным при изготовлении.

Формула изобретения 1. Соединение деталей, содержащее охватываемую деталь в виде соединительного пальца и участки по меньшей мере двух охватывающих деталей с совмещенными от- верстиями, палец имеет рукоятку на одном конце и упругий фиксирующий элемент на другом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения технологичности, упругий фиксирую- щий элемент выполнен в виде витой цилиндрической пружины, наружный диаметр которой определяется из соотношения + (0,4.,.0,7)d2,

где D2 - наружный диаметр пружины в сжатом состоянии;

DI - диаметр пальца:

cb - диаметр проволоки пружины, размещенной в выполненной на концевом участке пальца кольцевой проточке, при этом на участках охватывающих деталей в зоне отверстия выполнены заходные фаски под углом 30,..60°, причем наружный диаметр фаски больше наружного диаметра пружины в сжатом состоянии, а указанная кольцевая проточка имеет глубину, равную диаметру проволоки и ширину, определяемую из соотношения

Hi(D2/Di)H2, где Hi - ширина кольцевой проточки;

Н2 - длина пружины в сжатом состоянии.

2.Соединение по п.1, отличающее- с я тем, что пружина выполнена с левой навивкой.

3.Соединение по п.п. 1 и2,отличаю- щ е е с я тем, что пружина имеет 2...4 витка.

4.Соединение по п.п. 1-3, отличающееся тем, ч го отверстие участка одной из охватывающих деталей выполнено глухим с кольцевой проточкой, расположенной оппозмтно кольцевой проточки, и заходной фаской со стороны входа пальца.

Использование: в машиностроении, в устройствах, требующих частого и быстрого соединения и разъединения деталей. Сущность изобретения: в соединении деталей, содержащем охватываемую и охватывающие детали с совмещенными отверстиями, фиксирующий элемент выполнен в виде витой цилиндрической пружины, наружный диаметр которой определяется из соотношения (0,4...0.7) d2, где Da - наружный диаметр сжатой пружины; DI - диаметр пальца; da - диаметр проволоки пружины. 4 ил.

Фиг.1

Фм1

ФиМ