Конструкция и способ соединения множества стальных элементов с использованием кольцевых шпонок

 

Изобретение относится к конструкции и способу соединения элементов с использованием кольцевых шпонок. Конструкция для соединения множества стальных элементов 110 с использованием кольцевых шпонок 10 содержит сложенные внахлестку, по меньшей мере, один первый и один второй элементы с отверстиями 121 под болт 30 и кольцевыми канавками 112, соединены вместе с помощью болта 30, вставленного через отверстие под болт и затянутого гайкой 31. Отверстие под болт выполнено с первым зазором, в кольцевую канавку обоих элементов вставлена, по меньшей мере, одна кольцевая шпонка для предотвращения сдвига между элементами. Кольцевая канавка одного из элементов имеет второй зазор, меньший, чем первый зазор. В соответствии со способом соединения после вставки шпонок в канавки и болтов в отверстия и при стягивании гайкой, второй зазор на внутренней стенке и на внешней стенке кольцевой шпонки становятся равными друг другу, когда кольцевые канавки первого и второго стального элемента имеют одну и ту же центральную линию. Изобретение повышает прочность. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 21 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).

Формула изобретения

1. Конструкция для соединения множества стальных элементов с использованием кольцевых шпонок, содержащая, по меньшей мере, один первый стальной элемент и, по меньшей мере, один второй стальной элемент, сложенные внахлестку; первый стальной элемент и второй стальной элемент соответственно имеют, по меньшей мере, отверстие под болт и, по меньшей мере, кольцевую канавку, отверстие под болт выполнено в каждом первом стальном элементе и в каждом втором стальном элементе; кольцевая канавка выполнена на каждой контактной поверхности первого стального элемента и второго стального элемента; первый стальной элемент и второй стальной элемент соединены вместе с помощью, по меньшей мере, одного болта, вставленного через отверстие под болт и затянутого гайкой, при этом отверстие под болт выполнено с первым зазором; в кольцевую канавку обоих элементов, первого стального элемента и второго стального элемента вставлена, по меньшей мере, одна кольцевая шпонка для предотвращения сдвига между первым стальным элементом и вторым стальным элементом вместе с болтом и гайкой; кольцевая канавка одного из элементов, первого стального элемента и второго стального элемента имеет второй зазор, меньший, чем первый зазор, причем второй зазор допускает деформацию или смещение первого стального элемента и второго стального элемента против стягивающей силы, создаваемой с помощью болта и гайки, до тех пор пока они не достигнут заранее заданного предела, и второй зазор допускает, чтобы поперечная сила, обусловленная деформацией или смещением после достижения ими заданного предела, действовала на кольцевую шпонку, при этом болт входит в контакт с боковой стенкой отверстия под болт при достижении заданного предела, а деформация или смещение возникают из-за изменения температуры, наличия статической нагрузки, вибрации, землетрясения, динамической нагрузки, причем центральная поверхность боковой стенки входит в контакт, по меньшей мере, с частью боковой стенки каждого из элементов, первого стального элемента и второго стального элемента выше и ниже от контактных поверхностей первого стального элемента и второго стального элемента для того, чтобы реальная поперечная сила воздействовала на кольцевую шпонку, когда на втором зазоре происходит контакт из-за деформации или смещения.

2. Конструкция по п.1, в которой второй зазор образован за счет выполнения кольцевой канавки первого стального элемента более широкой, чем кольцевая канавка второго стального элемента, где первый стальной элемент является основным элементом, на который накладывается второй стальной элемент, и для предотвращения отделения кольцевой шпонки во время наложения и сборки выполняется одно из следующих действий: вставление с усилием части кольцевой шпонки в кольцевую канавку второго стального элемента; выполнение выступа, препятствующего отделению, на поверхности внешней стенки кольцевой шпонки; вклеивание кольцевой шпонки в кольцевую канавку второго стального элемента с помощью клея; намагничивание кольцевой шпонки; выполнение резьбы на поверхности одной боковой стенки кольцевой шпонки и кольцевой канавке второго стального элемента.

3. Конструкция по п.1, в которой на кольцевой шпонке от центральной поверхности боковой стенки выполнена, по меньшей мере, одна из следующих поверхностей: поверхность, изогнутая в виде дуги, наклонная поверхность и фаска, так что остальная часть кольцевой шпонки может быть захвачена и с усилием вставлена в кольцевую канавку первого стального элемента с легкостью при смещении первого стального элемента и второго стального элемента относительно друг друга и подвод к положению, в котором первый стальной элемент и второй стальной элемент наложены друг на друга.

4. Конструкция по п.1, в которой кольцевая канавка первого стального элемента и второго стального элемента выполнена концентрической с отверстием под болт, причем отверстие под болт и концентрическая кольцевая канавка выполнены с помощью инструмента для одновременной работы, имеющего одну режущую кромку для выполнения отверстий под болт и другую режущую кромку для выполнения кольцевой канавки концентричными друг другу, кольцевая канавка и кольцевая шпонка соответственно имеют по периферии одну из следующих форм - многоугольник и круг, по периферии кольцевая шпонка может быть открытого типа или замкнутого типа, кольцевая шпонка из-за ее сопротивления сдвигу увеличивает эффективную площадь сечения за счет уменьшения числа сборочных болтов.

5. Способ соединения множества стальных элементов с использованием кольцевых шпонок, содержащий (1) выполнение отверстий под болты, соответственно, во множестве первых стальных элементов и множестве вторых стальных элементов, которые соединяют внахлестку и собирают вместе; (2) выполнение, по меньшей мере, одной кольцевой канавки на каждой из контактных поверхностей первых стальных элементов и вторых стальных элементов, накладываемых друг на друга, причем кольцевая канавка вторых стальных элементов имеет размер, обеспечивающий плотную посадку части кольцевой шпонки, а кольцевая канавка первого стального элемента имеет размер, обеспечивающий посадку кольцевой шпонки со вторым зазором; (3) вставка с усилием и фиксация части кольцевой шпонки в кольцевой канавке второго стального элемента; (4) вставка и затем удерживание остальной части кольцевой шпонки в кольцевой канавке первого стального элемента путем относительного перемещения и подвода первого стального элемента и второго стального элемента к положению, в котором первый стальной элемент и второй стальной элемент соединены внахлестку, тем самым совмещая первый стальной элемент и второй стальной элемент; (5) вставка каждого болта в каждое отверстие под болт первого стального элемента и второго стального элемента; (6) затягивание каждого болта, вставленного в каждое отверстие под болт первого стального элемента и второго стального элемента с помощью гайки, так, что кольцевая шпонка полностью вставляется и находится в кольцевых канавках первого стального элемента и второго стального элемента под силовым воздействием, тем самым завершается соединение первого стального элемента и второго стального элемента с помощью болта, гайки и кольцевой шпонки, причем перед тем, как полностью затягивается каждая гайка, упомянутый способ дополнительно включает этап точного совмещения отверстий под болты первого стального элемента и второго стального элемента путем бокового смещения одного из элементов, первого стального элемента и второго стального элемента так, чтобы второй зазор на внутренней стенке и на внешней стенке кольцевой шпонки могли стать равными друг другу, когда кольцевые канавки первого стального элемента и второго стального элемента имеют одну и ту же центральную линию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50