Пристрій з'єднання за допомогою болта і гайки

 

Пропоноване винахід відноситься до пристроїв, призначених для з'єднання один з одним двох деталей за допомогою болта і гайки.

Дані пристрої, що дозволяють, зокрема, забезпечити з'єднання двох або декількох деталей, з можливістю їх подальшого роз'єднання, широко поширені і відомі в найрізноманітніших варіантах застосування у всіх областях техніки. Для здійснення операцій загвинчування або відгвинчування гайки, навінченной на болт, необхідно заблокувати болт з обертальному і поступальному руху з метою виключити можливість його вільного обертання без створення деякого моменту сил опору, протидіючого моменту сил загвинчування або відгвинчування, що додається до гайки за допомогою відповідного інструменту, зокрема, гайкового ключа або автоматичного або напівавтоматичного пристрою, призначеного для загвинчування або відгвинчування гайок.

У тих випадках, коли пристрої подібного роду використовуються для з'єднання кільцевих елементів ротора газотурбінного двигуна, технічне рішення, описане в патентних документах FR-А-2502690 і FR-А-2715975, полягає в блокуванні обертального і поступального рухи іншим відповідним в даному випадку способом спеціальних ложементів або вирізів, виконаних підлягає з'єднанню кільцевої деталі і призначених для розміщення в них головок кріпильних болтів, форма яких дозволяє їм взаємодіяти з згаданими вирізами, призначеними для блокування цих болтів.

Однак, внаслідок специфічної форми і необхідних допусків на розміри та місця розташування зазначених вирізів, їх формування за допомогою механічної обробки відповідної деталі виявляється досить трудомістким і дорогим в реалізації, особливо в тому випадку, коли ці вирізи формуються на об'ємної деталі складної геометричної конфігурації, що вимагає великих пересторог при маніпуляціях з нею або за її механічній обробці. Крім того, вирізи, виконані в деталі, в тому випадку, коли деталь піддається механічним впливам, що можуть виявитися джерелом концентрації механічних напруг всередині цієї деталі, що призводить до зниження її механічної міцності. Для підвищення механічної міцності деталі в безпосередній близькості від зазначених вирізів і збільшення терміну служби деталі зазвичай використовують підкріплення розглянутої деталі, додаючи навколо згаданих вирізів відповідний матеріал, який істотний недолік, наприклад, при виготовленні авіаційного обладнання, для якого прагнуть максимально можливою мірою зменшити масу будь-який встановлюється на борту літального апарату деталі, або в тому випадку, коли дана деталь являє собою деталь, що знаходиться в русі, для якої бажано зменшити інерцію, наприклад, елемент ротора турбокомпресора або турбореактивного двигуна.

Інший недолік вирізів, призначених для блокування обертального руху головок болтів, полягає в тому, що стінки вирізів безпосередньо беруть на себе момент затягування, що впливає на гайку, який в тому випадку, коли допускають перевищення встановленого граничного значення цього моменту, може залишити видимі сліди або навіть пошкодити деталь, у якій сформовані згадані вирізи.

Технічне завдання даного винаходу полягає в тому, щоб усунути зазначені вище недоліки і запропонувати досить просте і не занадто дороге технічне рішення для забезпечення ефективної блокування болтів кріплення в процесі з'єднання двох деталей.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої з'єднання двох деталей, що містить болти, що проходять з�ти мають головки, прижимаемие до однієї з деталей, що з'єднуються, і на болти нагвинчується гайки, прижимаемие до другої з з'єднуються між собою деталей, і засоби блокування головок зазначених болтів, згідно винаходу згадані засоби блокування головок болтів містять, щонайменше, один знімний елемент, на одній з двох підлягають з'єднанню деталей якого передбачені засоби блокування обертального руху.

Перенесення коштів блокування головок болтів на незалежний знімний елемент виключає ослаблення підлягають з'єднанню деталей в результаті формування вирізів в цих деталях і, отже, охороняє ці деталі від нанесення подряпин або більш серйозних ушкоджень, пов'язаних із зусиллями, що виникають при загвинчуванні гайки, з боку головок болтів на засобах їх блокування. Крім того, один чи кілька змінних елементів, призначених виключно для блокування обертального руху головок болтів, можуть мати в цілому дуже просту форму і невеликі габаритні розміри, що полегшує маніпуляції з ними і спрощує їх виготовлення при зменшенні вартості. Такий знімний елемент у відповідності з запропонованим винаходом призначений для багаторазово�анія гайок на різьбових стрижнях з'єднувальних болтів головки болтів впливають на згаданий знімний елемент з моментом сил, прагнуть привести його в обертальний рух, при цьому засоби блокування обертального руху, передбачені на згаданому знімному елементі, перешкоджають повороту цього елементу по відношенню до однієї зі підлягають з'єднанню деталей і виключають необхідність застосування додаткового інструменту, що перешкоджає повороту зазначеного знімного елемента, внаслідок чого використання пристрою фіксації у відповідності з запропонованим винаходом виявляється більш швидким і більш простим.

Переважно блокувати обертальний рух згаданого знімного елемента на частини деталі, що підлягає з'єднанню. Така блокування за допомогою упору дозволяє досить простим і ефективним способом реалізувати функцію запобігання обертального руху знімного елемента на одній із підлягають з'єднанню деталей. Зокрема, протяжність поверхонь контакту і можлива обробка, що має метою підвищення твердості поверхні, дозволяють забезпечити упор необхідної жорсткості і міцності.

Доцільно забезпечити блокування обертального руху цього знімного елемента безпосередньо шляхом надягання знімного елемента на, щонайменше або кожен згаданий знімний елемент містив утворений на одному з його виступів, щонайменше, один виріз, призначений для входження в нього головки болта. Цей виріз повинен мати, по суті, U-подібну форму, легко реалізується за допомогою механічної обробки різанням і сопрягаемой з формою головки болта, обертальний рух якого необхідно заблокувати, причому зазначений болт може мати стандартну голівку, наприклад, квадратної форми, яка не вимагає механічної обробки.

У відповідності з кращим способом здійснення пропонованого винаходу один або кожен згаданий знімний елемент має поперечний переріз L-подібної форми, одне крило якої, утворює виступ, що містить один або кілька згаданих вище вирізів, а інше крило має форму упору в одну з підлягають з'єднанню деталей, що визначає положення, для якого один або кожен виріз надівається на головку болта. В процесі одягання знімного елемента на головки болтів згаданий упор дозволяє безпосередньо і безпомилково знайти положення, в якому головки болтів і згаданий знімний елемент блокуються за обертальному руху на одній із підлягають з'єднанню деталей. L-подібна форма знімного елемента дозволяє ефективно і досить простий�>�а практиці поступальний рух у напрямку, перпендикулярному осі болтів, дозволяє надіти згаданий знімний елемент на головки болтів для забезпечення блокування їх обертального руху.

Переважно, для випадку, коли підлягають з'єднанню деталі мають кільцеву форму, щоб пропоноване пристрій містив кілька незалежних один від одного знімних елементів, розподілених по колу. При цьому кожен із зазначених незалежних елементів може мати дуже просту форму і малі розміри і внаслідок цього вони виявляються прості у виготовленні і застосуванні, що дозволяє істотно спростити використання пристрою у відповідності з запропонованим винаходом.

У відповідності з іншими характеристиками пропонованого винаходу один або кожен знімний елемент містить утворені в одному з його виступів, щонайменше, два вирізи, призначені для входження в них головок болтів; згадане вище крило, утворює упор, також формує засоби блокування обертального руху самого зазначеного знімного елемента; один або кожен згаданий виріз є відкритим, з одного боку, на поверхні кінця виступу, протилежного крила, обр кожен згаданий виріз є закритим з боку бічної поверхні виступу, протилежного крила, утворюючому упор позиціонування, для формування осьового упору, має можливість контактувати з головкою болта; один або кожен виріз, призначений для входження в нього головки болта, являє собою напівкруглу виїмку, що проходить від вільного кінця виступу, в якому ця виїмка сформована.

Згідно кращим варіантами здійснення пропонованого винаходу дві підлягають з'єднанню деталі мають кільцеву форму і є, зокрема, деталями роторів турбомашин; і принаймні одна з двох зазначених підлягають з'єднанню кільцевих деталей являє собою диск ротора.

В подальшому винахід пояснюється описом варіантів його здійснення з посиланнями на фігури супроводжуючих креслень, в числі яких фіг.1-4 являють собою схематичні перспективні види способу реалізації пристрою у відповідності з запропонованим винаходом, що представляють чотири послідовних етапи з'єднання між собою двох деталей.

Пристрій у відповідності з запропонованим винаходом у розглянутому прикладі його здійснення використовується для з'єднання між собою двох кільцевих деталей 2, 3 ротора ткольцевую деталь, утворить перегородку 3, містить, зокрема, обідки 4, призначені для взаємодії з лопатками статора (на наведених у додатку фігурах не показані) і утворюють стик герметизації зигзагоподібного типу. Два зазначених кільцевих елемента 2, 3 розміщуються встик в осьовому напрямку і містять, відповідно, кільцевої фланець 5 і кріпильні лапки 6 (див. фіг.3 і 4), які проходять всередину в радіальному напрямку. Циліндрична стінка 9, на якій розташовується кільцевої фланець 5, проходить навколо осі 26 диска ротора 2 (див. фіг.3) і циліндрична стінка 10, на якій розташовуються лапки 6, проходить від твірної перегородку деталі 3. Хоча наведені в додатку фігури 1-4 представляють тільки деякий кутовий сектор двох кільцевих деталей 2, 3, згадані вище лапки 6 рівномірно розподілені по всій внутрішній в радіальному напрямку периферійній частині циліндричної стінки 10. Кільцевий виступ 11 (див. фіг.1 і 4) сформований на внутрішній в радіальному напрямку периферійної частини 12 кільцевого фланця 5 і виступає з боку розміщення перегородки 3. Лапки 6 проходять в радіальному напрямку і розташовуються поблизу кільцевого виступу 11, між вільними кінцями (див. фіг.4) лапок 6 і Ти, виконані, з одного боку, в кільцевому фланці 5, а з іншого боку, в лапках кріплення 6. Отвори для болтів 15, виконані в лапках 6, розташовуються на одній лінії з отворами 16, виконаними в кільцевому фланці 5, і призначені для проходження крізь них стандартних болтів кріплення 17, мають головки 18 квадратної форми, які притискаються до кільцевому фланця 5 з боку, протилежного перегородці 3. Гайки 19 нагвинчується на різьбові стержні болтів 17 і притискаються до лапок 6 з боку, протилежного диску ротора 2.

Засоби фіксації в нерухомому положенні двох головок болтів, представлених на наведених у додатку фігурах, містять знімний елемент 20, який, по суті, має форму кутового сектора і містить дві паралельні один одному стінки 21, 22, пов'язані між собою третьої стінкою 23, перпендикулярній двом згаданим стінок і виконаної у вигляді частини циліндра. Перша стінка 21 і третя стінка 23 надають у цілому L-образну форму поперечного перерізу зазначеного знімного елемента 20. Вирізи 25, мають, по суті, квадратну або прямокутну форму, сопрягающуюся з квадратною формою головок болтів 18, виконані в першій бічній стінці 21 і виходять в радіальному наность 30 стінки 21, розташовується навпроти другої стінки 22. Зазначені вирізи 25 закриті з боку бічної поверхні 31 стінки 21, протилежної другої стінці 22, для формування осьового упору 27 для головки болта 18.

У разі, коли пропоноване пристрій вставляється між кільцевим фланцем 5 і корпусом диска ротора 2, як це схематично показано на фіг. 2 і 3, 20 елемент виявляється коаксіальним по відношенню до двох кільцевих деталей 2 і 3 (див. фіг.3) і стінка 23 впирається у внутрішню в радіальному напрямку периферійну частину 12 кільцевого фланця 5. Зазначений упор визначає положення, при якому головки болтів 18 виявляються вставленими в вирізи 25 і зафіксовані, із запобіганням їх обертального руху. При цьому головки болтів також фіксуються, з запобіганням поступального руху, між осьовим упором 27 кожного вирізу 25 і кільцевим фланцем 5. Упор стінки 23 елемента 20 кільцевої фланець 5 дозволяє також блокувати обертальний рух знімного елемента 20 по відношенню до диска ротора 2. Введення двох головок болтів 18 у вирізи 25 дозволяє їм входити в контакт з поверхнею дна 28, по суті паралельного площині, що проходить через осі двох сусідніх болтів 17 в кожному вирізі 25 для того, чтьцевого фланця 5 зі сторони, протилежної перегородці 3, а друга бічна стінка 22 проходить уздовж виступу 11 поблизу його зовнішньої циліндричної поверхні 13, з деяким зазором між вільним кінцем 24 зазначеної другий стінки 22 і вільним кінцем 14 лапок 6.

Хоча наведених у додатку фігурах 1-4 представлений тільки один знімний елемент, на практиці кількість зазначених розподілених по колу кільцевого фланця незалежних змінних елементів 20, визначається необхідністю забезпечення блокування всіх головок болтів 18.

Вищенаведені етапи з'єднання між собою двох кільцевих деталей 2 і 3 при використанні пристрою кріплення у відповідності з запропонованим винаходом схематично представлені послідовно на фіг.1-4. На першому етапі (див. фіг.1) болти кріплення 17 вставляються в призначені для них отвори 15 кільцевого фланця 5 аж до упору головок болтів 18 поверхню фланця 5. На другому етапі, представленому на фіг.2, знімні елементи 20 підводяться на кільцевій фланець 5 шляхом поступального і, по суті, радіального руху по відношенню до осі 26. Для кожного знімного елемента 20 зазначене поступальний рух триває аж до того моменту, коли стінка 23 увійде в ув цьому випадку входять в напівкруглі вирізи 25 і блокуються в них із запобіганням обертального та поступального руху, і блокується обертальний рух самого знімного елемента 20 по відношенню до диска ротора 2. На третьому етапі, представленому на фіг.3, кільцева деталь, що утворює перегородку 3, встановлюється в осьовому напрямку впритул до диска ротора 2 таким чином, щоб стрижні болтів 17 виявилися вставленими в призначені для них отвори 15 в лапках фланцевого кріплення 6. Потім одна або кілька гайок 19 надіваються і загвинчуються на різьбовий стрижень кожного болта 17, після чого вони затягуються з заданим моментом сил проти відповідної лапки 6 фланцевого кріплення або проти шайби затяжки, встановленої між кожною гайкою 19 і лапкою фланцевого кріплення. Після цього з'єднання двох деталей 2 і 3 завершено (див. фіг.4), і знімні елементи 20 видаляються і можуть бути використані повторно для з'єднання двох інших деталей.

В якості варіанту здійснення дві кільцеві деталі 2 і 3 можуть спочатку встановлюватися встик один до одного і регулюватися кутового положення таким чином, щоб отвори для болтів 15, 16 двох кільцевих деталей 2, 3 виявилися однаковими. Потім в розташовуються на одній лінії отвори 15, 16 вставляються болти 17. Знімні елементи 20 надіваються на головки оединения 6.

Для роз'єднання сполучених між собою двох кільцевих деталей 2, 3 знімні елементи 20 також можуть бути застосовані на головках болтів для їх блокування у процесі відпускання і відгвинчування гайок 18. При цьому етапи, що забезпечують можливість роз'єднання двох сполучених раніше елементів 2, 3, послідовно представлені на фіг.4-1.

У відповідності з можливим варіантом реалізації вирізи 25 знімного елемента 20 проходять наскрізь по всій товщині елемента від однієї його сторони до іншої, причому бічна стінка 21, призначена для формування зазначених напівкруглих вирізів, відбувається від вільного кінця бічної стінки 21. При цьому згаданий вище осьової упор, що забезпечує можливість формування механічного контакту з головками болтів, утворений частиною підлягає з'єднанню кільцевої деталі 2.

1. Пристрій з'єднання двох деталей один з одним, що містить болти кріплення, що проходять крізь розташовуються на одній лінії отвори, виконані в двох з'єднувальних деталях, причому зазначені болти кріплення мають головки, прижимаемие до однієї з деталей, що з'єднуються, і на зазначені болти кріплення нагвинчують гайки, прижимаемие до другої з деталей, що з'єднуються, при цьому вуст�кировки головок болтів містять, щонайменше, один знімний елемент, на якому передбачені кошти блокування обертального руху відносно однієї з двох деталей, що з'єднуються, а зазначений знімний елемент надітий на головки болтів за допомогою поступального руху, перпендикулярного до осей цих болтів.

2. Пристрій за п.1, що відрізняється тим, що засоби блокування знімного елемента містять засоби блокування за допомогою упору частина підлягає з'єднанню деталі.

3. Пристрій за п.1, що відрізняється тим, що обертальний рух згаданого знімного елемента блокується шляхом надягання на, щонайменше, два сусідніх болта з'єднання двох деталей.

4. Пристрій за п.1, що відрізняється тим, що один або кожен знімний елемент містить, щонайменше, один виріз, призначений для входження в нього головки болта.

5. Пристрій по п.3, відмінне тим, що один або кожен знімний елемент містить, щонайменше, два вирізи, призначених для входження в них головок болтів.

6. Пристрій за п. 5, що відрізняється тим, що один або кожен виріз має, по суті, U-подібну форму, пов'язану з формою головки болта, обертальний рух якого підлягає блокуванню.

7. Пристрій за п.1, від�рого, утворює виступ, містить, щонайменше, один виріз, призначений для надягання на головку болта, а інше крило утворює упор в одну з підлягають з'єднанню деталей, що визначає положення, для якого один або кожен виріз надівається на головку болта.

8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що крило, утворює упор, формує також засоби блокування обертального руху цього знімного елемента.

9. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що кожен виріз виходить, з одного боку, на поверхню кінця виступу, протилежного крила, утворюючому упор, а з іншого боку, на бічну поверхню виступу з боку крила, що утворює упор.

10. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що один або кожен виріз вставляння є закритим з боку бічної поверхні виступу, протилежного крила, утворюючому упор позиціонування, призначений для формування осьового упору головки болта.

11. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що один або кожен виріз являє собою напівкруглу виїмку, що проходить крізь частина згаданого знімного елемента, в якій вона сформована вздовж осі, паралельної осі болтів кріплення.

12. Пристрій за п.1, що відрізняє�турбомашин.

13. Пристрій з п.12, відмінне тим, що, щонайменше, одна з двох підлягають з'єднанню кільцевих деталей являє собою диск ротора.

14. Пристрій за п. 13, відрізняється тим, що містить кілька незалежних змінних елементів, розподілених по колу.



 

Схожі патенти:

Вузол різьбового з'єднання

Винахід відноситься до відповідальних вузлів, використовуваних у машинобудуванні і працюють в умовах складного навантаження

Вузол з'єднання деталей силових машин

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до гидромашиностроению, і може бути використано для з'єднання валів гідротурбін з валами гідрогенераторів, валів з робочими колесами гідротурбін та робочих органів сільськогосподарських машин

Вузол з'єднання деталей машин

Винахід відноситься до відповідальних вузлів, використовуваних в силових машинах, зокрема, для з'єднання робочих органів з валами, жорстких напівмуфт і ін

Вузол з'єднання деталей машин

Винахід відноситься до відповідальних вузлів, що використовуються у машинобудуванні, зокрема у гидромашиностроении, для з'єднання валів гідротурбіни і гідрогенератори, а також для з'єднання робочого колеса з валом гідротурбіни, жорстких напівмуфт, передавальних значні крутні моменти

Пристрій кріплення

Винахід відноситься до галузі космічної техніки

Пристрій утримання шайби ротора, диск ротора і турбомашин

Винахід відноситься до пристрою утримання кільцевої шайби проти радіальної поверхні диска ротора

Болтове з'єднання тонкостінних елементів

Винахід відноситься до галузі будівництва, зокрема до болтовим з'єднанням тонкостінних елементів

Вузол з'єднання деталей машин

Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до гидромашиностроению, і може бути використано для з'єднання валів турбін з валами гідрогенераторів

З'єднувальний пристрій

Винахід відноситься до сполучних пристроїв для з'єднання деталей з одночасною компенсацією проміжку між цими деталями

Натяжна система для міцного з'єднання принаймні двох елементів один з одним

Винахід відноситься до пристрою для міцного з'єднання двох елементів один з одним

Спосіб землякова н.в. фіксації гвинтів або болтів, встановлених в ряд по колу на валу або корпусі

Винахід відноситься до області машинобудування і може бути використане як міра проти недозволеного відгвинчування болтів або гвинтів

Самоконтрящийся гвинт з потайною голівкою

Винахід відноситься до конструкцій кріпильних деталей у машинобудуванні, а також може застосовуватися при складанні різних вузлів автомобіля

Різьбове кріпильний виріб

Винахід відноситься до конструкцій кріпильних деталей в машинобудуванні

Спосіб н.в. землякова стопоріння контргайки щодо кріпильної гайки

Винахід відноситься до стопорению різьбових з'єднань, що працюють в умовах сильної вібрації

Спосіб н.в. землякова стопоріння контргайки щодо кріпильної гайки

Винахід відноситься до стопорению різьбових з'єднань, що працюють в умовах сильної вібрації

Вузол з різьбовим з'єднанням для вугільних та/або графітових електродних колонок

Винахід відноситься до вузла з різьбовим з'єднанням, що містить зовнішню деталь з внутрішнім різьбленням і пов'язану з нею внутрішню деталь з зовнішньою різьбою

Вузол з різьбовим з'єднанням для вугільних та/або графітових електродних колонок

Винахід відноситься до вузла з різьбовим з'єднанням, що містить зовнішню деталь з внутрішнім різьбленням і пов'язану з нею внутрішню деталь з зовнішньою різьбою

Спосіб стопоріння різьбового з'єднання і пристрій для його реалізації (варіанти)

Винахід відноситься до області машинобудування і може бути використано в конструкціях з різьбовими з'єднаннями елементів

Механізм управління аеродинамічними поверхнями літака

Винахід відноситься до авіабудування, зокрема до конструкції механізму управління аеродинамічними поверхнями літака
Up!