Узловое соединение трубчатых стержней пространственной конструкции

 

Использование: в качестве узла соединения элементов несущих конструкций покрытий, перекрытий и стен зданий и сооружений. Сущность изобретения: в узловом соединении дисковые вкладыши по концам стержней, предназначенные для упоров головок подвижных и неподвижных крепежных болтов, зафиксированы на стержне от перемещения в осевом и тангенциальном направлениях при помощи кольцевой канавки, а подвижный болт, пропущенный в ненарезное отверстие в дисковом вкладыше, имеет на торце хвостовой части профильно-призматическое углубление для наконечника инструмента для закручивания болта. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в несущих конструкциях покрытий, перекрытий и стен зданий и сооружений.

Известно узловое соединение трубчатых стержней пространственного каркаса, включающее крепежные болты с поводковыми муфтами, узловой элемент с нарезными отверстиями, дисковые вкладыши с отверстиями в торцах стержней и с прикрепленными к ним колпаками, охватывающими головки пропущенных через отверстия болтов, поджимаемых к дисковым вкладышам цилиндрическими пружинами [1].

Такое соединение материалоемко сложно и трудоемко из-за большого количества сборочных деталей, требующих высокоточной обработки.

Наиболее близким техническим решением является узловое соединение трубчатых стержней пространственного каркаса, включающее узловой элемент с нарезными и ненарезными сквозными отверстиями, дисковые вкладыши в торцах стержней и пропущенные сквозь них подвижные и неподвижные крепежные болты [2].

Такое соединение трудоемко в изготовлении деталей и монтаже элементов и не обеспечивает надежной защиты от коррозии открытой для контроля внутренней поверхности трубчатых стержней. Повышенная трудоемкость связана с необходимостью нарезания резьбы и дисковом вкладыше и со сложностью крепления его к концу трубы на сварке, а также с неудобством использования специального монтажного инструмента в форме отвертки для закручивания подвижных болтов со стороны их хвостовой части. Кроме того, отверткой невозможно создать большой крутящий момент, необходимый для достижения плотного соединения при обычных допусках на изготовление элементов.

Цель изобретения - упрощение изготовления и монтажа соединения.

На фиг.1 изображен фрагмент плана решетчатой пространственной конструкции; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 - общий вид трубчатого стержня пространственной конструкции; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.5; на фиг.7 - трубчатый стержень с узловыми крепежными деталями на концах; на фиг.8 - концевая часть стержня с дисковым вкладышем в роли головки крепежного болта.

Пространственная конструкция включает поясные стержни 1 и раскосы 2, которые присоединены к узловому элементу 3, имеющему форму шара. Шар снабжен резьбовыми отверстиями 4, предназначенными для ввинчивания крепежных болтов трубчатых стержней, и ненарезными отверстиями 5, являющимися продолжением резьбовых отверстий для раскосов и служащими для обеспечения доступа специального торцового ключа к торцу хвостовой части подвижного болта. Каждый из трубчатых стержней содержит на концах дисковые вкладыши 6, имеющие по периметру кольцевую канавку, в которую при сборке и опрессовке стержней вдавливается выступ в стенке трубы, образуя шпонку 7, препятствующую осевому и тангенциальному смещению вкладыша относительно конца трубы. Сквозь осевое отверстие дискового вкладыша с одного конца трубы пропущен крепежный болт 8, неподвижно прикрепленный головкой к вкладышу сварными швами 9, а сквозь осевое отверстие дискового вкладыша, расположенного с противоположной стороны стержня, проходит подвижный болт 10, имеющий свободу перемещения в осевом и тангенциальном направлениях, с призматическим квадратного сечения углублением 11 на торце. Ограничителем для головки подвижного болта служит два колпака 12, выполненного из эластичного материала типа полиэтилена. Края колпака с нанесенным на них с обеих сторон тонким слоем абразивного порошка заправлены между внутренней поверхностью конца трубы и цилиндрическим вкладышем. Благодаря опрессовке конца трубы при формировании упорной шпонки крепежные детали стержня надежно изолируются от внутренней полости трубы, а последняя - и от атмосферы воздуха. Для упрощения изготовления деталей дисковый вкладыш совмещают с головкой 13 неподвижного болта.

Сборка элементов узлового соединения и пространственной конструкции осуществляется следующим образом.

Крепежный болт с надетым на него дисковым вкладышем помещается внутрь колпака, который затем вставляется в конец трубчатого стержня. С помощью прессового приспособления стенка конца трубы обжимается таким образом, что металл стенки образует выступ, который плотно заполняет кольцевую канавку дискового вкладыша. При этом образуется тонкая герметизирующая прокладка из эластичного материала колпака, надежно изолирующая внутреннюю полость трубы от атмосферы воздуха. Внедрение частичек абразивного порошка в материал трубчатого стержня и дискового вкладыша обеспечивает тангенциальную неподвижность дискового вкладыша относительно стержня, что предотвращает их взаимную пробуксовку. При сборке пространственной конструкции монтажник, поворачивая трубчатый стержень, ввинчивает неподвижный крепежный болт в нарезное отверстие узлового элемента до упора, пока торец трубы не упрется в наружную поверхность шарового узлового элемента. К противоположному концу стержня подводят второй узловой элемент, через сквозное отверстие которого по оси стержня вводят специальный торцовый ключ с наконечником, соответствующим по форме углублению на торце подвижного болта. Наконечник входит в углубление и надежно удерживается в нем силами возбуждаемого магнитного поля либо иными силами, способными обеспечить временное противодействие размыканию пары "наконечник-углубление". Сам же болт удерживается от падения внутрь трубчатого стержня дном колпака. Выкрутив подвижный болт на себя до упора, инструмент извлекают из гнезда узлового элемента, а затем ввинчивают в узловой элемент другие стержни с подвижными и неподвижными болтами.

Применение данного устройства позволяет снизить трудоемкость изготовления и монтажа в зависимости от мощности стержней и узловых элементов на 15-35%. Резко увеличивается собираемость конструкции, что благоприятно отражается на их стоимости.

Формула изобретения

1. УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБЧАТЫХ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ, включающее узловой элемент с нарезными и ненарезными сквозными отверстиями, дисковые вкладыши в торцах стержней, подвижные и неподвижные крепежные болты и колпаки, прикрепленные к вкладышам и охватывающие головки болтов, отличающееся тем, что, с целью упрощения изготовления и монтажа соединения, дисковые вкладыши выполнены с кольцевой канавкой по периметру на внешних поверхностях, а стенки трубчатых стержней выполнены с выступами на внутренних поверхностях, образующих шпонки, размещенные в канавках, а каждый подвижный болт выполнен с призматическим углублением на торце, головка которого в крайнем положении оперта на дно колпака.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что головка неподвижного крепежного болта совмещена с дисковым вкладышем.

3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что колпак выполнен из эластичного материала, а его края заправлены между внутренней поверхностью конца трубы и дисковым вкладышем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8