Устройство крепления болта с потайной головкой
Владельцы патента RU 2710694:
ЧАЙНА МАЙНИНЭНДСИВЭЛ НЬЮ МАТЕРИАЛ САЙЕНС ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ ЛТД. (CN)
ЧАЙНА ЮНИВЕРСИТИ ОФ МАЙНИНГ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ (CN)
Изобретение относится к болту с потайной головкой, принадлежит к области техники, связанной с болтами, и направлено на повышение удобства при монтаже болта. Устройство крепления болта с потайной головкой содержит головку резьбового стержня и резьбовой стержень. В пластине для соединения образовано крепежное отверстие, выполненное с возможностью обеспечения прохождения через него головки резьбового стержня; верхний торец головки резьбового стержня соединен с неподвижной пластиной с помощью точечной сварки; несколько упругих шарниров равномерно закреплены на неподвижной пластине; один конец каждого упругого шарнира зафиксирован с возможностью поворота на неподвижной пластине; точки соединения между упругими шарнирами и неподвижной пластиной не выходят за пределы внешней кромки неподвижной пластины; другой конец каждого упругого шарнира соединен с Z-образной прокладкой с помощью точечной сварки; в исходном состоянии несколько Z-образных прокладок равномерно распределены на наружной стенке головки резьбового стержня в направлении вдоль окружности и приспособлены к ней; когда необходимо пройти через крепежное отверстие, несколько Z-образных прокладок могут быть сложены посредством упругих шарниров к верхнему торцу головки резьбового стержня и образовывать потенциальную энергию упругой деформации для возврата; контактные поверхности Z-образных прокладок и головки резьбового стержня представляют собой криволинейные поверхности, имеющие такой же радиус кривизны, как у наружной поверхности головки резьбового стержня. Контактные поверхности Z-образных прокладок и крепежного отверстия пластины представляют собой криволинейные поверхности, имеющие такой же радиус кривизны, как у внутренней поверхности крепежного отверстия; и прочность точечной сварки между упругими шарнирами и Z-образными прокладками обеспечивает прижатие Z-образных прокладок к пластине под действием предварительного натяжения болта после возврата в исходное положение, а также после этого автоматическое отделение Z-образных прокладок и упругих шарниров. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к болту с потайной головкой и принадлежит к области техники, связанной с болтами.
ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0002] Существующий болт содержит две части: резьбовой стержень и гайку. Необходимо вставить резьбовой стержень с одной стороны, а затем затянуть гайку с другой стороны. Рабочему необходимо осуществлять работу с обеих сторон компонента одновременно, но обычный болт не может быть установлен в некоторых индивидуальных случаях, например, в случае компонента замкнутого сечения или компонента, к определенной стороне которого нельзя легко дотянуться. Например, в отношении соединения балки со стойкой в стальной трубчатой конструкции, заполненной бетоном, с обычным болтом нельзя работать с обеих сторон или устанавливать его, так как часть стойки закрыта. Существующая технология сквозных болтов предъявляет чрезвычайно высокие требования к сохранению точности отверстий под болты на обеих сторонах стенки трубы, при этом болт трудно выровнять и применять для боковых соединений и угловых соединений стоек. Для существующего болта с потайной головкой необходим относительно сложный установочный инструмент и относительно трудоемкие этапы установки. Принимая во внимание проблемы в предшествующем уровне техники, настоящее изобретение направлено на создание нового устройства крепления болта с потайной головкой, которое легко изготовить и удобно установить.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
[0003] Для устранения недостатков в предшествующем уровне техники согласно настоящему изобретению предоставляется устройство крепления болта с потайной головкой, которое осуществляет одностороннее крепление только путем установки болта с одной стороны.
Техническое решение
[0004] Настоящее изобретение реализуется посредством следующего технического решения: устройства крепления болта с потайной головкой, которое содержит головку резьбового стержня и резьбовой стержень. В пластине для соединения образовано крепежное отверстие, выполненное с возможностью обеспечения прохождения через него головки резьбового стержня. Верхний торец головки резьбового стержня соединен с неподвижной пластиной с помощью точечной сварки. На неподвижной пластине равномерно закреплены несколько упругих шарниров. Один конец каждого упругого шарнира зафиксирован с возможностью поворота на неподвижной пластине. Точки соединения между упругими шарнирами и неподвижной пластиной не должны выходить за пределы внешней кромки неподвижной пластины. Другой конец каждого упругого шарнира соединен с Z-образной прокладкой с помощью точечной сварки. В исходном состоянии несколько Z-образных прокладок равномерно распределены на наружной стенке головки резьбового стержня в направлении вдоль окружности и приспособлены к ней. Когда необходимо пройти через крепежное отверстие, несколько Z-образных прокладок могут быть сложены посредством упругих шарниров к верхнему торцу головки резьбового стержня и образовывать потенциальную энергию упругой деформации для возврата. Контактные поверхности Z-образных прокладок и головки резьбового стержня представляют собой криволинейные поверхности I, имеющие такой же радиус кривизны, как у наружной поверхности головки резьбового стержня. Контактные поверхности Z-образных прокладок и крепежного отверстия пластины представляют собой криволинейные поверхности II, имеющие такой же радиус кривизны, как у внутренней поверхности крепежного отверстия. Прочность точечной сварки между упругими шарнирами и Z-образными прокладками должна обеспечивать прижатие Z-образных прокладок к пластине под действием предварительного натяжения болта после возврата в исходное положение, а также после этого автоматическое отделение Z-образных прокладок и упругих шарниров.
[0005] Упругие шарниры имеют максимальный угол раскрытия 180 градусов и выполнены с возможностью обеспечения возврата части силы в двух направлениях.
[0006] Если предусмотрены две Z-образные прокладки, неподвижная пластина является прямоугольной; или если предусмотрены три Z-образные прокладки, неподвижная пластина является треугольной; или если предусмотрены четыре Z-образные прокладки, неподвижная пластина является квадратной.
[0007] Толщина неподвижной пластины составляет 2 мм.
[0008] Прочность точечной сварки между головкой резьбового стержня и неподвижной пластиной должна обеспечивать прижатие Z-образных прокладок к пластине под действием предварительного натяжения болта после возврата в исходное положение, а также после этого автоматическое отделение неподвижной пластины и головки резьбового стержня.
Преимущественный эффект
[0009] Настоящее изобретение имеет положительные эффекты, заключающиеся в том, что: настоящее изобретение реализует одностороннее крепление только путем установки болта с одной стороны; в настоящем изобретении несколько Z-образных прокладок закрывают внутреннюю стенку крепежного отверстия и головку резьбового стержня после установки, таким образом выполняя функцию крепления и достигая хорошего эффекта крепления; в настоящем изобретении цилиндрическую головку резьбового стержня легко изготовить, таким образом в пластине сверлится относительно небольшое отверстие, и меньше нарушаются механические свойства головки резьбового стержня; в настоящем изобретении Z-образные прокладки расширяются сами по себе, благодаря способности к восстановлению формы и размеров после деформации вместо применения вспомогательного установочного инструмента, поэтому эта операция проста; и настоящее изобретение соответствует требованиям к конструкции стальных сооружений и может хорошо применяться для соединения стальной конструкции, в частности стальной трубчатой конструкции с бетонным заполнением.
[0010] По сравнению с предшествующим уровнем техники Z-образные прокладки согласно настоящему изобретению имеют простую конструкцию, пригодны для заводского изготовления, а также обладают большей целостностью и могут вынести относительно высокие нагрузки, следовательно, их механические свойства улучшены. В устройстве крепления болта с потайной головкой согласно настоящему изобретению в соединяемой пластине просверлено относительно небольшое отверстие, чтобы меньше ослабить пластину. При установке на объекте Z-образные прокладки возвращаются в исходное положение за счет использования эффекта самовосстановления упругих шарниров, что упрощает эксплуатацию и делает ее более удобной. Устройство крепления болта с потайной головкой может широко применяться в строительно-архитектурном проектировании, машиностроении и т.п.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0011] Настоящее изобретение дополнительно описано ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы и варианты осуществления.
[0012] Фиг. 1 представляет собой трехмерное схематическое изображение согласно настоящему изобретению;
[0013] фиг. 2 представляет собой трехмерное схематическое изображение Z-образной прокладки согласно настоящему изобретению;
[0014] фиг. 3 представляет собой трехмерное схематическое изображение неподвижной пластины согласно настоящему изобретению;
[0015] фиг. 4 представляет собой схематическое изображение положений вращения прокладок согласно настоящему изобретению до установки;
[0016] фиг. 5 представляет собой трехмерное схематическое изображение всего устройства болта с потайной головкой согласно настоящему изобретению после возврата в исходное положение Z-образных прокладок; и
[0017] фиг. 6 представляет собой схематическое изображение состояния использования согласно настоящему изобретению.
[0018] На графических материалах: 1: Z-образная прокладка; 2: неподвижная пластина; 3: упругий шарнир; 4: головка резьбового стержня; 5: стопорная гайка; 6: неотделимая прокладка; 7: пластина; 7-1: крепежное отверстие; и 8: резьбовой стержень.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019] Настоящее изобретение дополнительно описано ниже в сочетании с вариантами осуществления.
[0020] Устройство крепления болта с потайной головкой, как показано на фиг. 1–6, содержит головку 4 резьбового стрежня и резьбовой стержень 8. Головка 4 резьбового стержня является круглой. В пластине 7 для соединения образовано крепежное отверстие 7-1, выполненное с возможностью обеспечения прохождения через него головки 4 резьбового стержня. Верхний торец головки 4 резьбового стержня соединен с неподвижной пластиной 2 с помощью точечной сварки. На неподвижной пластине 2 равномерно закреплены несколько упругих шарниров 3. Один конец каждого упругого шарнира 3 зафиксирован с возможностью поворота на неподвижной пластине 2. Точки соединения между упругими шарнирами 3 и неподвижной пластиной 2 не должны выходить за пределы внешней кромки неподвижной пластины 2. Другой конец каждого упругого шарнира 3 соединен с Z-образной прокладкой 1 с помощью точечной сварки. В исходном состоянии несколько Z-образных прокладок 1 равномерно распределены на наружной стенке головки 4 резьбового стержня в направлении вдоль окружности и приспособлены к ней. Когда необходимо пройти через крепежное отверстие 7-1, несколько Z-образных прокладок 1 могут быть сложены посредством упругих шарниров 3 к верхнему торцу головки 4 резьбового стержня и образовать потенциальную энергию упругой деформации для возврата. Контактные поверхности Z-образных прокладок 1 и головки 4 резьбового стержня представляют собой криволинейные поверхности I 1А, имеющие такой же радиус кривизны, как у наружной поверхности головки 4 резьбового стержня. Контактные поверхности Z-образных прокладок 1 и крепежного отверстия 7-1 пластины 7 представляют собой криволинейные поверхности II 1В, имеющие такой же радиус кривизны, как у внутренней поверхности крепежного отверстия 7-1. Прочность точечной сварки между упругими шарнирами 3 и Z-образными прокладками 1 должна обеспечивать прижатие Z-образных прокладок 1 к пластине 7 под действием предварительного натяжения болта после возврата в исходное положение, а также автоматическое отделение Z-образных прокладок 1 и упругих шарниров 3 после прижатия Z-образных прокладок 1.
[0021] Болт может представлять собой нажимной высокопрочный болт класса прочности 10,9. Z-образные прокладки 1 изготовлены из материала 20MnTiB (M меньше или равно 24) или 35VB (M меньше или равно 30). Неподвижная пластина изготовлена из стали Q235.
[0022] Упругие шарниры 3 имеют максимальный угол раскрытия 180 градусов и выполнены с возможностью обеспечения возврата части силы в двух направлениях.
[0023] Если предусмотрены две Z-образные прокладки 1, неподвижная пластина 2 является прямоугольной; или если предусмотрены три Z-образные прокладки 1, неподвижная пластина 2 является треугольной; или если предусмотрены четыре Z-образные прокладки 1, неподвижная пластина 2 является квадратной.
[0024] Толщина неподвижной пластины 2 составляет 2 мм.
[0025] Прочность точечной сварки между головкой 4 резьбового стержня и неподвижной пластиной 2 должна обеспечивать прижатие Z-образных прокладок 1 к пластине 7 под действием предварительного натяжения болта после возврата в исходное положение, а также автоматическое отделение неподвижной пластины 2 и головки 4 резьбового стержня после прижатия Z-образных прокладок 1.
[0026] Способ установки согласно настоящему изобретению является следующим: Z-образные прокладки 1 поворачиваются относительно упругих шарниров 3 до верхнего торца головки 4 резьбового стержня, чтобы свободно пройти через крепежное отверстие 7-1 пластины; Z-образные прокладки 1 возвращаются в исходное положение под действием упругости упругих шарниров 3 после прохождения через крепежное отверстие 7-1 пластины; резьбовой стержень вытягивается наружу в осевом направлении, и затем неподвижная пластина немедленно отделяется от головки 4 резьбового стержня, чтобы обеспечить тесный контакт Z-образных прокладок 1 с головкой 4 резьбового стержня, а шестигранная гайка затягивается; после затягивания гайки Z-образные прокладки 1 передают часть силы предварительного натяжения болта на боковую поверхность головки резьбового стержня и внутреннюю поверхность крепежного отверстия 7-1 с образованием действия, аналогичного рычагу, при котором можно плотно зафиксировать головку резьбового стержня, Z-образные прокладки и пластину.
[0027] Вышеупомянутое решение является лишь оптимальным решением реализации настоящего изобретения, но любые улучшения, которые сделаны без отклонения от сущности настоящего изобретения, все должны попадать в объем правовой охраны настоящего изобретения.
1. Устройство крепления болта с потайной головкой, содержащее головку (4) резьбового стержня и резьбовой стержень (8), при этом в пластине (7) для соединения образовано крепежное отверстие (7-1), выполненное с возможностью обеспечения прохождения через него головки (4) резьбового стержня; верхний торец головки (4) резьбового стержня соединен с неподвижной пластиной (2) с помощью точечной сварки; несколько упругих шарниров (3) равномерно закреплены на неподвижной пластине (2); один конец каждого упругого шарнира (3) зафиксирован с возможностью поворота на неподвижной пластине (2); точки соединения между упругими шарнирами (3) и неподвижной пластиной (2) не выходят за пределы внешней кромки неподвижной пластины (2); другой конец каждого упругого шарнира (3) соединен с Z-образной прокладкой (1) с помощью точечной сварки; в исходном состоянии несколько Z-образных прокладок (1) равномерно распределены на наружной стенке головки (4) резьбового стержня в направлении вдоль окружности и приспособлены к ней; когда необходимо пройти через крепежное отверстие (7-1), несколько Z-образных прокладок (1) могут быть сложены посредством упругих шарниров (3) к верхнему торцу головки резьбового (4) стержня и образовывать потенциальную энергию упругой деформации для возврата; контактные поверхности Z-образных прокладок (1) и головки (4) резьбового стержня представляют собой криволинейные поверхности I (1A), имеющие такой же радиус кривизны, как у наружной поверхности головки (4) резьбового стержня; контактные поверхности Z-образных прокладок (1) и крепежного отверстия (7-1) пластины (7) представляют собой криволинейные поверхности II (1B), имеющие такой же радиус кривизны, как у внутренней поверхности крепежного отверстия (7-1); и прочность точечной сварки между упругими шарнирами (3) и Z-образными прокладками (1) обеспечивает прижатие Z-образных прокладок (1) к пластине (7) под действием предварительного натяжения болта после возврата в исходное положение, а также после этого автоматическое отделение Z-образных прокладок и упругих шарниров (3).
2. Устройство крепления болта с потайной головкой по п. 1, отличающееся тем, что упругие шарниры (3) имеют максимальный угол раскрытия 180 градусов и выполнены с возможностью обеспечения возврата части силы в двух направлениях.
3. Устройство крепления болта с потайной головкой по п. 1, отличающееся тем, что если предусмотрены две Z-образные прокладки (1), неподвижная пластина (2) является прямоугольной; или если предусмотрены три Z-образные прокладки (1), неподвижная пластина (2) является треугольной; или если предусмотрены четыре Z-образные прокладки (1), неподвижная пластина (2) является квадратной.
4. Устройство крепления болта с потайной головкой по п. 1, отличающееся тем, что толщина неподвижной пластины (2) составляет 2 мм.
5. Устройство крепления болта с потайной головкой по п. 1, отличающееся тем, что прочность точечной сварки между головкой (4) резьбового стержня и неподвижной пластиной (2) обеспечивает прижатие Z-образных прокладок (1) к пластине (7) под действием предварительного натяжения болта после возврата в исходное положение, а также после этого автоматическое отделение неподвижной пластины (2) и головки (4) резьбового стержня.
6. Устройство крепления болта с потайной головкой по п. 1, отличающееся тем, что Z-образные прокладки (1) изготовлены из материала 20MnTiB (M меньше или равно 24) или 35 VB (M меньше или равно 30), а неподвижная пластина (2) изготовлена из стали Q235.
