ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК F16B19/10 F16B19/10 

Изобретение относится к общему машиностроению.

Известно зажимное устройство, содержащее установленную в отверстиях соединяемых деталей втулку и помещенный внутри нее стержень с противоположно расположенными головками.

Известное зажимное устройство не обладает достаточной надежностью. Соединение деталей происходит только за счет деформации втулки стержнем, при этом на торце втулки Не образуется буртика, удерживающего ее от смещения.

Предлагаемое устройство отличается тем, что внутренняя поверхность головки стержня выполнена дугообразной, взаимодействующей при обжатии с выступающим торцом втулки и формирующей кольцевой уступ.

Это позволяет повысить надежность соединения за счет деформации втулки.

На фиг. 1 изображено зажимное устройство в сборе с соединяемыми деталями, общий вид; на фиг. 2 - зажимное устройство после его частичной установки; на фиг. 3 - зажнмное устройство после окончательной его установки; на фиг. 4 - график, показывающий связь нагрузки на растяжение стержня.

Зажим 1 соединяет, например, стенку грузового контейнера 2, состоящего из волокнистого или деревянного внутреннего элемента 3 и металлического внещнего элемента 4.

Зажим 1 включает втулку 5, имеющую полую часть 6 С уширенной головкой 7. Причем полая часть 6 проходит через отверстия а и б соответственно в элементах 3 и 4, а головка 7 втулки входит в соприкосновение с элементом 3 на внутренней поверхности контейнера 2.

Цилиндрическая часть втулки выступает частично за пределы внешнего конца отверстия б в элементе 4.

Зажим, кроме того, включает стержень 8, тело которого 9 расположено в полой части втулки 5, а ущиренная головка 10 - у конца тела стержня 9 (противоположно головке 7 втулки).

Шлицованная часть И располагается смежно с головкой 10 стержня и определяется идуЩими аксиально пазами. Причем щлицованная часть имеет несколько больший диам.етр по сравнению с диаметром отверстия в, составляющим полость втулки 5.

Смежно со шлицованной частью размещена прямая цилиндрическая часть 12 меньщего диаметра, за которой находится небольшой глубины канавка г, являющаяся точкой разлома стержня, за ней следует другая прямая цилиндрическая часть 13 уменьшенного диаметра. Остальная часть стержня, идущая от части

13, имеет нарезку 14. Направляющие кольцевые полости 15-17 вместе с вершинами резьбы определяют максимальный диаметр части тела стержня и плотно прилегают к стенке отверстия в втулки 5.

При создании натяжения на стержне 5 относительно втулки 5 шлицованная часть 11 входит во внешний конец отверстия в. В результате этого конец полой части втулки расширяет радиально наружу, заставляя расширенную наружную стенку войти в плотное соприкосновение с противостоящими ей поверхностями отверстий а и б.

При дальнейшей подаче стержня по линии приложения усилия внутренняя поверхность 18 головки 10 входит в соприкосновение с внешним концом полой части 6 втулки. Внутренняя поверхность 18 головки стержня выполнена ПО радиусу с таким расчетом, что при нажатии на выступаюш,ую часть втулки последняя изгибается, располагаясь радиально наружу, обеспечивая образование уширенной части 19, которая плотно сцепляется с наружной поверхностью наружного элемента. В результате втулка 5 зажимает и удерживает вместе внутренний 3 и наружный 4 элементы.

При увеличении относительной аксиальной нагрузки на стержень 8 его тело разрывается по кольцевой канавке г. Причем полоска 15 остается внутри полоски втулки 5, что обеспечивает гладкую поверхность на внутренней части контейнера 2.

Кольцевая канавка г предназначается для создания самой слабой точки на стержне, в которой происходит разрыв тела стержня ири приложении заданной нагрузки, превышающей нагрузку, обеспечивающую образование головки 19 из конца втулки 5. Часть 20 стержня В, остающаяся вПОЛОСТИ 5, удерживается в ней за счет трения между ними. Этот фрикционный затвор усиливается за счет сцепления шлицованной части 11 со стенкой полой части 6 втулки.

При установленном зажиме обеспечиваются гладкие поверхности как внутри, так и снаружи контейнера 2. Для того, чтобы удалить зажим с наружной части контейнера 2, то есть со стороны, обращенной к элементу 4, следует сначала удалить часть 20 стержня, затем осаженную головку 19 и наконец втулку 4.

Пр-и наличии фрикционного затвора необходимо, чтобы часть 20 стержня удерживалась во втулке 5 как можно плотнее. При установке зажима после разрыва стержня в результате накопленной до разрыва энергии образуется небольщое отскакивание. При обычной конструкции кольцевой канавки для создания места разрыва стержня отскакивание последнего может быть значительным, в результате чего создается слабое фрикционное

сцепление между втулкой 5 и частью 20 стержня.

На фиг. 4 кривая X показывает характер зависимости удлинения стержня от нагрузки при обычной конструкции кольцевой канавки д на стержне 21.

Кольцевая канавка д обеспечивает существенный эффект надреза при растяжении и имеет в основном прямые стороны 22 с наклоном в 60° по направлению одна к другой, причем соединение этих сторон выполнено по небольшому радиусу 23. Наличие канавки д дает новый уменьшенный диаметр 24 стержня. Кривая X показывает, что предельная 25

и разрывная 26 нагрузки для стержня 21 с канавкой д примерно одинаковы по величине (то есть нагрузка разрыва 26 составляет примерно 91,5% от максимальной). При больших нагрузках на разрыв энергия, образующая в момент разрыва, является весьма значительной. Для зажимов с фрикционным затвором это уменьшает сцепление стержня и втулки. Модифицированная кольцевая канавка на

стержне, в которой уменьшен эффект надреза и обеспечена большая разница между предельной и разрывной нагрузками, приводит к значительному уменьшению отскакивания стержня и снижению вероятности ухудшения

сцепления трением.

Таким образом, кривая У, построенная для модифицированной канавки е на стержне 27, показывает, что в этом случае предельная нагрузка 28 почти та же, что и для стержня 21,

но нагрузка на разрыв значительно уменьшена (т. е. нагрузка на разрыв в данном случае составляет примерно 73% от предельной нагрузки). Предельные нагрузки 25 и 28 определяются

максимальным усилием, которое требуется для установки зажима и потому для любого зажима должны быть одинаковы. Точное соотношение между предельной и разрывной нагрузками можно менять в зависимости от

характера нрименения зажима или его конструкции и легко определять при проектировании и испытании тем же способом, что и при расчете и проверке обычных конструкций канавок.

Предмет изобретения

Зажимное устройство, содержащее установленную в отверстиях соединяемых деталей

втулку и помещенный внутри нее стержень с головками, отличающееся, тем, что, с целью повышения надежности соединения за счет деформации втулки, внутренняя поверхность головки стержня выполнена дугообразной,

взаимодействующей с выступающим торцом втулки.

О 20

0{/dJ

18

Фи.г.2

W

WD ZOO 300 flfl 500 600 ФигЛ