Разъемное резьбовое соединение деталей, болт разъемного соединения и гайка разъемного соединения
Полезная модель относится к машиностроению, авиастроению, судостроению, автомобильному и железнодорожному транспорту, монтажным и строительным работам и может быть использовано в разных отраслях, в частности, в нефтяной промышленности для быстрой установки и съема протектора защиты кабеля на трубу. Техническим результатом патентуемого разъемного соединения является упрощение изготовления, повышение быстродействия монтажа-демонтажа соединения деталей и надежности его крепления, а также получение быстроразъемного соединения, позволяющего быстро соединить две детали, а также исключение разъединения резьбового соединения в процессе работы деталей, в частности, в условиях вибрации. Также техническим результатом является получение гайки, выравнивающей распределение нагрузки по виткам, делая ее примерно постоянной, что обеспечит большую прочность соединения. Заявленный технический результат достигается за счет использования конструкции разъемного резьбового соединения, выполненного с возможностью сборки и закрепления на одной из частей соединяемых деталей и содержит болт, гайку и стопорную шайбу, при этом на конце резьбовой части болта выполнена кольцевая проточка для установки стопорной шайбы, а на концевой части внешней поверхности гайки выполнен, по меньшей мере, один опорный выступ.
Полезная модель относится к машиностроению, авиастроению, судостроению, автомобильному и железнодорожному транспорту, монтажным и строительным работам и может быть использовано в разных отраслях, в частности, для соединения фланцевых соединений, в нефтяной промышленности для быстрой установки и съема протектора защиты кабеля на трубу.
В настоящее время известны различные резьбовые соединения деталей.
Так, из патента РФ 
2207452 (опубликован 27.06.2003) известно резьбовое соединение деталей, содержащее две детали, соединенные крепежным элементом в виде болта или винта, контактирующим по резьбе с одной из деталей, в котором крепежный элемент имеет за плоскостью стыка деталей, перед его резьбой, кольцевую проточку, обеспечивающую срез крепежного элемента не ранее указанной плоскости стыка со стороны другой детали.
Недостатком такого соединения является необходимость нарезания резьбы в самой детали, что приводит к трудности изготовления таких деталей и их ремонтонепригодности.
Известно разъемное резьбовое соединение, содержащее гайку с внутренней резьбой, болт, стопорную пружину и промежуточную деталь, причем промежуточная деталь установлена между гайкой и стопорной пружиной и сцеплена с гайкой, при этом промежуточная деталь выполнена с возможностью обеспечения освобождения от сцепления с гайкой за счет сжатия стопорной пружины, а для обеспечения возможности ее перемещения только в осевом направлении вдоль болта поперечные сечения ее отверстия и наружной поверхности участка болта, расположенного в зоне промежуточной, детали выполнены фигурными, причем гайка установлена с возможностью вращения вокруг своей оси при навинчивании и свинчивании в момент ее освобождения от сцепления с промежуточной деталью за счет сжатия стопорной пружины (патент РФ 2108494, опубликован 10.04.1998).
Недостатками известной конструкции является довольно длительное время, затрачиваемое на соединение деталей.
Наиболее близким аналогом к патентуемому резьбовому соединению деталей является соединение, включающее в себя гайку и болт, в котором между гайкой и соединяемой деталью установлена опорная втулка, а гайка выполнена трехступенчатой с равными по высоте ступенями, две из которых имеют внутреннюю резьбу и представляют собой усеченные конусы с наклоном образующей конуса к оси гайки соответственно под углами 10±3° на нижней ступени и 40±5° на средней ступени, а третья ступень представляет собой кольцевой выступ, являющийся опорным, причем диаметр средней части гайки обеспечивает равную податливость тел болта и гайки в середине резьбового участка, и рассчитывается по следующей формуле:
,
где Dp - диаметр резьбы, d p - диаметр резьбовых впадин на болте, Ев и Ег - модули упругости материалов болта и гайки (патент РФ 2412381, опубликован 20.02.2011).
Недостатками аналога являются трудоемкость изготовления и соединения деталей с использованием запатентованной конструкции.
В качестве наиболее близкого аналога к патентуемой гайке можно принять гайку шестигранной формы с выступами под пальцы («барашки»), например, известную из Википедии ().
Наиболее близким аналогом к патентуемой конструкции болта является крепежное изделие в виде стержня с шестигранной головкой и наружной резьбой, образующее соединение при помощи гайки (см. Википедию, ).
Недостатками использования таких конструкций винта и гайки является невозможность быстрого соединения деталей, т.к. требуется отдельное соединение двух деталей сначала болтом, а потом фиксация его гайкой. При этом при разъединении деталей болты и гайки также разъединяются между собой и представляют отдельные элементы, которые в полевых условиях могут потеряться.
Преимущество предложенного решения перед известными, заключается в простоте его реализации и технической привлекательности.
Техническим результатом патентуемого разъемного соединения является упрощение изготовления, повышение быстродействия монтажа-демонтажа соединения деталей и надежности его крепления, а также получение быстроразъемного соединения, позволяющего быстро соединить две детали, а также исключение разъединения резьбового соединения в процессе работы деталей, в частности, в условиях вибрации.
Также техническим результатом является получение гайки, выравнивающей распределение нагрузки по виткам, делая ее примерно постоянной, что обеспечит большую прочность соединения.
Кроме этого, техническим результатом является надежность соединения деталей за счет дополнительного стопорения шайбой и исключение потери разъединенных элементов при транспортировке и хранении.
Заявленный технический результат достигается за счет использования конструкции разъемного резьбового соединения, выполненного с возможностью сборки и закрепления на одной из частей соединяемых деталей и содержит болт, гайку и стопорную шайбу, при этом на конце резьбовой части болта выполнена кольцевая проточка для установки стопорной шайбы, а на концевой части внешней поверхности гайки выполнен, по меньшей мере, один опорный выступ.
Выполнение на концевой части гайки, по меньшей мере, опорного выступа позволит собрать и закрепить разъемное соединение на одной из соединяемых деталей, что, в свою очередь, приводит к снижению времени монтажа-демонтажа соединения.
Кроме этого, скрепление болта и гайки между собой при изготовлении посредством шайбы исключает возможность потери деталей.
Упрощение изготовления разъемного соединения достигается отсутствием дополнительной механической обработки при изготовлении ответных частей разъемного соединения.
Наличие на конце резьбовой части болта кольцевой проточки под стопорную шайбу придает конструкции дополнительную надежность.
В частности, на концевой части внешней поверхности гайки могут быть выполнены два опорных выступа.
Форма гайки может быть выполнена состоящей из кольцевой части, сопряженной через элемент в виде усеченного конуса с концевой частью, выполненной в виде кольцевого элемента большего внешнего диаметра, при этом на внешней боковой поверхности элемента в виде концевой части расположен, по меньшей мере, один опорный выступ с уплощенными стенками.
Опорный выступ может содержать торцевую часть, поперечное сечение которой имеет форму прямоугольника со скругленными углами и одну дугообразную сторону, торцевая часть сопряжена с одной из боковых частей посредством элемента на основе трапеции со скругленными углами, а с остальными боковыми стенками - посредством прямоугольных элементов со скругленными углами, при этом между сопрягаемыми поверхностями выполнены фаски.
Также заявленный технический результат достигается за счет использования болта для разъемного соединения деталей патентуемой конструкции, характеризующейся тем, что на конце резьбовой части болта выполнена кольцевая проточка для установки стопорной шайбы.
Кроме этого, технический результат достигается за счет использования гайки для разъемного соединения деталей, на концевой части внешней поверхности которой выполнен, по меньшей мере, один опорный выступ.
В частности, на концевой части внешней поверхности гайки может быть выполнено два опорных выступа.
Форма гайки может быть выполнена в виде кольцевой части, сопряженной через элемент в виде усеченного конуса с концевой частью, выполненной в виде кольцевого элемента большего диаметра, при этом на внешней боковой поверхности элемента в виде усеченного конуса и кольцевого элемента большего диаметра расположен, по меньшей мере, один опорный выступ с уплощенными стенками.
Опорный выступ может быть выполнен содержащим торцевую часть, поперечное сечение которой имеет форму прямоугольника со скругленными углами и одну дугообразную сторону, торцевая часть сопряжена с одной из боковых частей посредством элемента на основе трапеции со скругленными углами, а с остальными боковыми стенками - посредством прямоугольных элементов со скругленными углами, при этом между сопрягаемыми поверхностями выполнены фаски.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых изображено следующее.
На Фигуре 1 показан общий вид быстроразъемного соединения в разобранном состоянии;
На фигуре 2 - общий вид разъемного соединения в сборе;
На фигуре 3 - общий вид болта;
На фигуре 4 - общий вид гайки;
На фигуре 5 - разрез гайки, приведенной на фигуре 3;
На фигуре 6-9 - пример применения быстроразъемного соединения в протекторе защиты кабеля.
Разъемное резьбовое соединение (фиг.1) содержит болт 1 с кольцевой проточкой 2 на конце резьбовой части, гайку 3 с двумя опорными выступами 4, стопорную шайбу 5.
Болт (фиг.3) содержит головку и резьбовую часть, на конце которой выполнена кольцевая проточка 2 для установки стопорной шайбы 5.
Гайка 3 (фиг.4-5) выполнена состоящей из кольцевой части 6, сопряженной через элемент 7 в виде усеченного конуса с концевой частью 8, выполненной в виде кольцевого элемента большего внешнего диаметра, при этом на внешней боковой поверхности концевой части 8 расположены два опорных выступа 4 с уплощенными стенками.
Опорный выступ содержит торцевую часть 9, поперечное сечение которой имеет форму прямоугольника со скругленными углами и одну дугообразную сторону. Торцевая часть 9 опорного выступа сопряжена с одной из боковых частей посредством элемента на основе трапеции 10 со скругленными углами, а с остальными боковыми стенками - посредством прямоугольных элементов 11 со скругленными углами, при этом между всеми сопрягаемыми поверхностями опорного выступа выполнены фаски 12.
Быстроразъемное соединение собирается следующим образом (фиг.6-9).
Болт 1 с канавкой на конце резьбовой части 2 вставляют в отверстие одной из соединяемых деталей 13 (например, хомут протектора защиты кабеля), затем на болт 1 наворачивают гайку 3 с выступами 4 и на канавку 2 одевают стопорную шайбу 5. Таким образом, получается, что болт 1 с гайкой 3 закреплен на одной из соединяемых деталей 6 посредством стопорной шайбы 5, при этом гайка 3 может вращаться посредством резьбы на болте 1 до упора в стопорную шайбу 5.
Для соединения детали 13 с деталью 14 гайку 3 выворачивают до ее упора в стопорное кольцо 5 (фиг.8). На головку болта 1 надевается ключ с торцевой головкой 15. Детали 13 и 14 соединяются между собой, в паз 16, выполненный в детали 14, вводится гайка 3. При завороте болта 1 опорный выступ 4 гайки 3 упирается в выступ 17 паза 16 детали 14.
Гайка 3 фиксируется в пазе 8 и посредством болта 1 и детали 13 и 14 стягиваются между собой.
Для разъединения деталей 13 и 14 на головку болта 1 надевается ключ с торцевой головкой 15 (фиг.9). При вывинчивании болта 1, гайка 3 упирается в стопорное кольцо 5, выступ 4 гайки 3 упирается в выступ 17 паза 16, гайка 3 переворачивается и выходит из паза 8. Детали 6 и 7 разъединяются.
Таким образом, время установки и снятия деталей сводится к минимуму.
1. Разъемное резьбовое соединение деталей, характеризующееся тем, что выполнено с возможностью сборки и закрепления на одной из частей соединяемых деталей и содержит болт, гайку и стопорную шайбу, при этом на конце резьбовой части болта выполнена кольцевая проточка для установки стопорной шайбы, а на концевой части внешней поверхности гайки выполнен, по меньшей мере, один опорный выступ.
2. Разъемное резьбовое соединение деталей по п.1, характеризующееся тем, что на концевой части внешней поверхности гайки выполнено два опорных выступа.
3. Разъемное резьбовое соединение деталей по п.1, характеризующееся тем, что гайка выполнена состоящей из кольцевой части, сопряженной через элемент в виде усеченного конуса с концевой частью, выполненной в виде кольцевого элемента большего внешнего диаметра, при этом на внешней боковой поверхности элемента концевой части расположен, по меньшей мере, один опорный выступ с уплощенными стенками.
4. Разъемное резьбовое соединение деталей по п.3, характеризующееся тем, что опорный выступ содержит торцевую часть, поперечное сечение которой имеет форму прямоугольника со скругленными углами и одну дугообразную сторону, торцевая часть сопряжена с одной из боковых частей посредством элемента на основе трапеции со скругленными углами, а с остальными боковыми стенками - посредством прямоугольных элементов со скругленными углами, при этом между сопрягаемыми поверхностями выполнены фаски.
5. Болт разъемного соединения деталей, характеризующийся тем, что на конце резьбовой части болта выполнена кольцевая проточка для установки стопорной шайбы.
6. Гайка разъемного соединения деталей, характеризующаяся тем, что на концевой части внешней поверхности гайки выполнен, по меньшей мере, один опорный выступ.
7. Гайка по п.6, характеризующаяся тем, что на концевой части внешней поверхности гайки выполнено два опорных выступа.
8. Гайка по п.6, характеризующаяся тем, что выполнена в виде кольцевой части, сопряженной через элемент в виде усеченного конуса с концевой частью, выполненной в виде кольцевого элемента большего диаметра, при этом на внешней боковой поверхности элемента в виде усеченного конуса и кольцевого элемента большего диаметра расположен, по меньшей мере, один опорный выступ с уплощенными стенками.
9. Гайка по п.8, характеризующаяся тем, что опорный выступ содержит торцевую часть, поперечное сечение которой имеет форму прямоугольника со скругленными углами и одну дугообразную сторону, торцевая часть сопряжена с одной из боковых частей посредством элемента на основе трапеции со скругленными углами, а с остальными боковыми стенками - посредством прямоугольных элементов со скругленными углами, при этом между сопрягаемыми поверхностями выполнены фаски.
