Закрепительное устройство (его варианты) и закрепительный инструмент

 

Изобретение относится к области машиностроения , в частности к закрепительным устройствам деталей на валах и к инструментам для их закрепления. Цель изобретенияразвитие большой радиальной и малой осевой составляющих усилий, создание радиальной двусторонней и осевой блокировки вала-втулки за счет сил трения,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

GQ (21) 4613471/27 (86) РСТ/ND 88/00045 от 26,05.88 (22) 26;01.89 (31) 872219, 873742, 873743, 875052 (32) 27.05.&7, 08.09,87, 03.12.87 (33) NO (46) 07.03.92. Бюл. ¹ 9 (72) Харальд Колверейд (NO) (53) 621,825,2(088.8) (56) Патент ФРГ N 850255, кл. 47 а 1, 1952.

„„Я „„1718732 АЗ (я)5 F 16 D 1/04, F 16 В 17/00 (54) ЗАКРЕПИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ЕГО

ВАРИАНТЫ) И ЗАКРЕПИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ (57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к закрепительным устройствам деталей на валах и к инструментам для их закрепления. Цель изобрете..ния - развитие большой оадиальной и малой осевой составляющих усилий, создание радиальной двусторонней и осевой блокировки вала-втулки за счет сил трения, 1718732

20

35 надежность фиксации и затяжка закрепительного устройства, Устройство содержит наружную втулку 1 с внутренней резьбой и захватом под ключ 2 и внутреннюю втулку 3 с наружной резьбой и захватом под ключ 4.

Для закрепления ступицы 6 детали на валу

5 втулку 1 размещают в ступице 6, затем втулку 3 ввинчивают во втулку 1, заводят вал

5 во внутреннюю втулку, регулируют положение ступицы и производят окончательную затяжку соединения. Устройство может содержать промежуточную втулку с внутренней и внешней резьбами, устанавливаемую между. внутренней и наружной втулками. Захваты под ключ втулок можно выполнить в виде торцового ряда чередующихся зубьев и пазов. Устройство можно испольэовать для соединения концов двух

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к закрепительным устройствам деталей на валах и к инструментам для их закрепления.

Цель изобретения — развитие большой радиальной и малой осевой составляющих усилий, создание радиальной двусторонней и осевой блокировки вала — втулки за счет сил трения, надежность фиксации и затяжка закрепительного устрэйства, На фиг.1 даны наружная и внутренняя втулки зажимной муфты, установленные в ступице и на валу соответственно; на фиг.2 — то же, в сцепленном состоянии, установленная на валу; на фиг.3 — то же, с промежуточной втулкой; на фиг.4 — то же, в собранном состоянии, установленная на валу.; на фиг.5 — то же, с захватами под ключ в виде чередующихся торцовых зубьев и паэов; на фиг.6 — то же, в сборе; на фиг.7— сечение А-А на фиг.6; на фиг.8 — зажимная муфта для соединения двух концов труб, вариант; на фиг.9 — то же,в сборе; на фиг.10 — то же, с конической резьбой; на фиг.11.— ro же, в сборе; на фиг.12 — гайка с наружной и внутренней втулками для использования на безреэьбовом болте; на фиг.13 и 14 — то же, до и после затяжки; на фиг.15- средство разъединения тяжелых муфт с тяжелым режимом работы; на фиг.16 и 17 — положение закрепительного инструмента до и после затяжки зажимной муфты; на фиг.18 — установка закрепительного инструмента; на фиг.19 — за к реп итал ь н ый инструмент. .Закрепительное устройство содержит (фиг.1-4) наружную втулку 1 с внутренней резьбой и захватом под ключ 2 и.Внутреннюю втулку 3 с наружной резьбой и захватруб, при этом наружную втулку выполняют толстостенной, а внутреннюю — тонкостенной с уплотнительными валиками или кольцами на внутренней поверхности.

Устройство можно использовать и для крепления гайки на безрезьбовом болте. При этом на внутренней втулке выполняют коническую резьбу с навивкой, противоположной навивке цилиндрической резьбы.

Инструмент для затяжки устройства представляет собой стержень с утоненным концом. Конец стержня устанавливается в пазы захватов под ключ двух втулок, располагающиеся друг над другом с некоторым смещением. Поворот стержня приводит к закреплению устройства, 9 с, и 2 з,п, ф-лы, 19 ил. том под ключ 4, Втулка 3 устанавливается на валу 5, а втулка 1 — в ступице 6, охватывающей детали, например, колеса. Втулки 3 и 1 выполнены соответственно с осевыми сквозными пазами 7 и 8, обеспечивающими их податливость в радиальном направлении. Профиль резьбы втулок выполнен пилообразным с уклоном задней грани зуба менее крутым. чем уклон передней его грани. Подобный профиль резьбы обеспечивает (при сближении и свинчивании втулок до упора с последующим затягиванием) вместо большой осевой и малой радиальной составляющих усилий в случае стандартной резьбы большую радиальную и малую осевую составляющие. Можно использовать промежуточную втулку 9 с захватом под ключ 10 с резьбой, выполненной на внешней и внутренней поверхностях втулки 9 (фиг,3), Для закрепления ступицы 6 детали на валу 5 (фиг.2) наружную зажимную втулку 1 устанавливают в ступицы 6 и, подведя внутреннюю зажимную втулку 3 с наружной, ввинчивают ее во втулку 1 до упора.

Затем вставляют во втулку 3 вал 5 и устанавливают ступицу 6 в требуемое положение. После этого продолжают ввинчивать втулку 3 во втулку 1, при этом наружная втулка 1 эа счет наличия паза 8 расширяется до тех пор, пока не упрется в ступицу 6, а внутренняя втулка 3 за счет наличия паза 7 сжимается, захватывая вал 5. Растущее взаимное давление обеспечивает закрепление ступицы детали на валу, При этом захваты под ключи 2 и 4 втулок располагаются по разные от ступицы 6 стороны. Втулки 11 и

12 могут быть выполнены с осевыми пазами

13 и располагаться так, @To и:< з:иваты под

1718732 ключи 14 и 15 располагаются по одну сторону от ступицы 6 (фиг.3 и 4). Промежуточную втулку 9 вводят в .сцепление с наружной 11 и внутренней 12 втулками путем взаимрдействия ее резьбы с резьбой втулок. При этом..5 захват под ключ 10 промежуточной втулки устанавливается со стороны ступицы 6, цротивоположной расположению захватов. под ключи 14 и 15 втулок, Традиционная конструкция захватов .10 под ключ имеет некоторые недостатки.в части закрепления. В предлагаемой конструк; ции захвата под. ключ (фиг.5 — 7), Наружная

16 и внутренняя 17 втулки имеют соответственно осевые пазы 18 и 19, а с торца выпол-.: 15 нены с захватными. зубьями 20 и:. 21 соответственно, чередующимися с пазамм

22 и 23, Втулки могут. иметь одинаковое иди разное число зубьев, которое. зависит:от. разницы. в их диаметрах. При необходимо.- 20 сти застопорить втулки относительно друг друга в дополнение к.застопоривающему (замыкающему) действию за счет сил трения в пазы. втулок, располагающихся друг над . другом, может быть установлен штифт 24: . :25

При использовании закрепительного устройства для соединения концов 25;и 26 труб (фиг,.8 и 9) наружную втулку 27 выполняют сплошной, толстостенной с захватом под ключ 28. Внутреннюю втулку 29 делают . 30 также сплошной, тонкостенной с захватом под ключ 30, На внутренней поверхности втулки 29 выполняют уплотнительные:валики или кольца 31. При навинчивании наружной втулки на внутреннюю последняя будет,35 плотно обжата на концах труб; При этом уплотнительные валики или кольца 31 слегка деформируют трубы 25 и 26, обеспечиаая дополнительное взаимное,сцепление..Такой тип соединения пригоден также для:::40 получения соединений высокого давлемия

В случае зажима втулок на трубах иэ относительно мягкого материала, например пла -. стмассы или меди, зажимная втулка.29 может быть выполнена из того же материа-: 45 ла, что и трубы, а наружную втулку 27 выполняют иэ более прочного материала.

Соединения этого типа будут пригодны для труб низкого давления, например водяных труб и т.п. 5Î

Втулки 32 и 33 могут иметь резьбу, вы-. полненную соответственно на конической наружной поверхности внутренней втулкви в отверстии наружной втулки (фиг.10-и:11);

Внутреннюю втулку выполняют с несколь-..55 кими рядами параллельных осевых пересекающихся пазов 34, В данном случае резьба имеет навивку, противоположную навивке цилиндрической резьбы (фиг.8). Это сделано для того, чтобы наружную втулку можно было надвигать на двойной конус, образованный конической поверхностью внутренней втулки и углом профиля и резьбы, что обеспечивает плотную посадку. При выборе навивки резьбы, аналогичной навивке цилиндрической резьбы, конус в резьбе может быть использован для восприятия допусков. а угол конической поверхности абудет обеспечивать зажимные усилия. Получаем плотное соединение, способное противостоят ь большим механическим нагрузкам в виде вибрации и гидравлического удара в трубах..

Устройство возможно использовать в качестве безреэьбовой гайки (фиг.12-14), Внутреннюю втулку делают тонкостенной и с осевым сквозным пазом,.а наружную— сплошной и толстостенной. Резьбовая поверхность внутренней втулки выполнена конической, а резьбовая поверхность наружной втулки — ответной. При установке устройства на безреэьбовом болте 35 осуществляют затяжку наружной втулки относительно внутренней, при этом конус пилообразной резьбы и конус поверхности внутренней втулки создаютдействующее на болт зажимное усилие. Дополнительная затяжка заставит наружную втулку выступать над внутренней на расстоянии Ьх (фиг.14).

Упомянутый эффект может быть использован одновременно как для закрепления устройства, так и для создания усилия прижатия его к упору. Детали закрепительного устройства изготавливают из стали и иэ других материалов, например из латуни, пластмассы в зависимости от применения и от. имеющихся усилий.

На фиг,15 показана возможность разьединения мощных зажимных втулок путем введения масла под давлением в канавки 36 на витках резьбы одной или обеих втулок, причем канавки сообщаются с проходящими в осевом направлении каналами для впуска масла под давлением в упомянутой Ilo крайней мере одной втулке.

Инструмент для затяжки закрепительного устройства (фиг.16 и 17) выполнен в виде стрежня 37 с утонением на конце.

Использование инструмента происходит следующим образом. Для закрепления ступицы 6 детали на валу 5 вначале втулку

16 устанавливают в ступице 6, затем ввинчивают втулку 17 и все устройства надевают на вал 5, затем втулку свинчивают до упора, при этом захваты под ключ, выполненные на торцах втулок в виде рядов пазов 22 и 23 и зубьев 20 и 21, располагают с одной стороны ступицы (фиг.б), После регулировки положения ступицы 6 производят окончательную за-:

1718732 новки стержня 37 и т.д. После выполнения семи таких операция отверстие Ь совместится с отверстием A и наружная втулка 16

15 окажется повернутой относительно. внут-, ренней втулки 17 на угол, соответствующий дуге аЬ. Эти операции производят до тех пор, пока не будет обеспечен требуемый крутящий момент. Снабдив Стержень 37 индикатором крутящего момента, можно полностью контролировать операцию затяжки.

Вместо стержня 37 могут быть использованы торцовые гаечные ключи 38 и 39

20 (фиг,18). Другим вариантом инструмента для затяжки являются две установленные, соосно и с возможностью относительного вращения гаечные головки, выполненные в виде наружной торцовой головки 40 с захва25

30 том под ключ 41 и внутренней торцовой головки 42 с захватом под ключ 43 (фиг.19).

Торцы втулок выполнены в виде ряда зубьев

14 и 45, соответственно предназначенных для ввода в пазы 22 и 23 втулок 16 и 17.

Используя обыкновенные торцовые гаечные ключи или механизированные, гидравлические, электрические, или пневматические гаечные ключи, которые могут быть введены в сцепление с захватами

41 и 43 можно осуществить затяжкусоединения, 40

Захваты под ключи 41 и 43 могут быть выполнены одного размера.

Предложенный инструмент может быть использован для закрепления ступиц колес,.

45 и полумуфт на валах, соединения валов, соединения труб из стали, других металлов, пластмассы и т,д. Втулки соединения могут быть массивными, но с разной прочностью, если они не снабжены укаэанными осевыми

50 пазами.

Таким образом, предложенные закрепительные устройства упростят операции установки колеса на валу, поскольку будет достаточно чернового точения вала и отверстия в ступице колеса, требования к допускам будут умеренными, а шероховатость поверхностей контакта будет способствовать лучшей схватывающей способности, При этом монтажные операции просты и могут быть выполнены непосредственно на

Ф тяжку соединения указанным инструментом следующим образом. На фиг.15 и 16 заглавными буквами обозначены пазы в наружной втулке 16; а прописными — пазы во внутренней втулке 17. Пазы А, а располага- 5 ются друг над другом, а отверстия В, Ь несколько смещены относительно друг друга.

Позиция В, Ь является начальной точкой для вставления утоненного конца стержня 37.

При приложении к стержню 3 (фиг.16) про- 10 изойдет совмещение пазов В, Ь, при этом пазы С, с станут следующей точкой для устаместе нахождения оборудования..Предлагаемые закрепительные устройства требуют мало места как в радиальном, так и в осевом направлениях. При необходимости затяжка соединения может производи ься лишь с одной стороны ступицы колеса. Кроме. того; колесо, установленное на валу при помощи данных закрепительных устройств, будет свободно пробуксовывать при воздействии на вал ударной нагрузки в направлении вращения. Ударная нагрузка в другом направлении будет заставлять колесо пробуксовывать на валу более туго или будет вызывать поломку вала.

Благодаря использованию захватов под ключ (фиг,5 и 6) и крепежных инструментов (фиг.16, 18 и 19) происходит равномерное распределение крутящего момента, прилагаемого посредством используемого инструмента, причем зубья на .втулках позволяют застопорить одну, втулку относительно другой для предотвращения неумышленного относительного поворота между ними. Если число зубьев на внутренней и наружной втулках разное, то застопоривание может быть обеспечено путем весьма незначительной регулировки момен.— та затяжки.

Формула изобретения

1. Закрепительное устройство для соединения вал — втулка, содержащее внешнюю зажимную втулку с внутренней резьбой и внутреннюю зажимную-втулку с наружной резьбой, причем зажимные втулки имеют цилиндрическую форму, установлены соосно и взаимно проворачиваются, отл ича ю щее с я тем, что, с целью развития . большой радиальной и малой осевой составляющих усилий, создания радиальной двусторонней и осевой блокировки вала-втулки за счет сил трения, профиль резьбы выполнен пилообразным с уклоном задней грани зуба менее крутым, чем уклон передней его грани, а втулки выполнены по крайней мере с одним осевым сквозным пазом и с захватами под ключ, расположенными по разные стороны закрепительного устройства.

2.Закрепительное устройство по п.1,о тл и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности свободной пробуксовки втулки при ударных нагрузках независимо от направления вращения, устройство снабжено промежуточной втулкой с захватом под ключ с наружной и внутренней резьбами и установленной между наружной и вну1ренней зажимными втулками, при этом резьбы промежуточной втулки взаимодействуют с реэьбами указанных втулок, а захваты под ключ последних расположены по одну сторону закрепительного устройства с

171 8732

10 противоположной стороны от захвата под о т л и ч а ю,щ е е с я тем. что, с целью ключ промежуточной втулки., фиксации гайки путем создания усилия при3. Закрепительное устройство по пЛ, жатия к упору, гайка содержит наружную и о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что с целью. внутреннюю зажимные втулки с захватами стопорения втулок одна относительно дру 5 под ключ и с коническрй.резьбой на внутгой, захваты под ключ зажимных втулок вы-, ренней и внешней поверхностях соответст.полнены в виде чередования пазов йзубьвв ..: венно, причем наружная втулка выполнена и размещены по одну сторону .захватного: толстостенной, а. внутренняя — тонкостенустройства, а в соседних пазах указаиййх:: .ной. втулок установлен стопорный штифт, ..:. 10 8. Закрепительное устройство по п.7.

4. Закрепительное устройство для бло-::.. о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренняя кировки двух злемейтов круглого попереч- ::. зажимная втулка выполнена с осевым ного сечения, например двух концов труб,,:: сквозным пазом и гофрами на внутренней о т л и ч -а ю щ е е с я тем, что, с: целью поверхности. надежной фиксации и обеспечения боль- 15 .9. Закрепительноеустройство попп.1,4 . шой радиальной и малой осевойсоставляю- :, и 7., о т л и ч а ю щ е е ся тем, что, с целью щих усилий, устройство выполнено.в виде= . разъединения мощных зажимных втулок за наружной зажимной втулки с внутренней счет ввода масла под давлением, резьбовая резьбой и внутренней зажимной втулки с .:: поверхность по меньшей мере одной из втунаружной резьбой, имеющих захваты под. 20 лок выполнена с узкой канавкой, соединяюключ, причем профиль резьбы выполнен пи-;: щейся с осевыми входами для масла. лообразным с уклоном передней грайи, . 10. Закрепительный инструмент, о т л ибольшим уклона задней грани.. ч а ю шийся тем, что, с целью затяжки

5. Закрепительное устройство по п.4; .: : закрепительного устройства с захватами о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью 25 подключ ввидечередованияпазовизубьев, обеспечения герметичности соединения:,:: . инструмент выполнен в виде стержня с утанаружная зажимная втулка выполнена тол- .. ненным концом, размещенного в смежных стостенной; а внутренняя — тонкостенной и пазах закрепительного устройства, причем по меньшей мере с двумя уплотнительными указанные пазы смещены друг относителькольцами или рифлением на внутренней по-: 30. но друга, верхности. 11, Инструмент по п,10, о т л.и ч а ю щ и й6; Закрепительное устройство по п;4, с я тем, что инструмент содержит два соосо т л и ч а ю щ е е с я тем, что наружная:, " ных накидных ключа с торцами в виде черезажимная втулка выполнена с конической . дования пазов и зубьев, соответствующих резьбой на внутренней поверхности, а внут-: 35 пазам и зубьям закрепительного устройстренняя зажимная втулка — с ответной резь- ва, при этом накидные ключи имеют захваты бой на наружной .поверхности и :- под ключ для взаимного проворачивания, а несколькими рядами расположенных na- .. укаэанные торцы расположены с одной стораллельно и перекрывающихся в осевом на-: роны инструмента. правлении пазов. 40 Приоритет по пунктам:

7. Закрепительное устройство, содер- : 27.05.87 по пп.1-3.08,09.87 по пп.4-8, жащее гайку и безрезьбовой болт с упором,. 03.12.87 по пп,9-11.

1718732

1718732

1718732

7822 .

17 . AA

Фиг. 7

17

Фиг.б

1718732

1718732

2б

1718732

1713732

Н

1б

1718132 put,16

° ФиЪ.:Я

1718 32

1718732

Заказ 893 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор Л:Гратилло

Составитель lO,Ìàðêîâ

Техред M.Ìîpãåíòàë Корректор М, Шароши