Регулируемое соединение плоских деталей
ADJUSTABLE CONNECTION OF FLAT PARTS

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к элементам соединения деталей, требующих компенсации угловых размеров.
Известно болтовое соединение деталей (патент RU №2251031), содержащее болты, которые гладкими участками установлены в отверстия первой детали с зазором и охватываются отверстиями второй детали, и резьбовые упоры, установленные параллельно плоскости стыка попарно навстречу друг другу с возможностью их размещения в зазорах между поверхностями отверстий и гладкими участками болтов и контакта с гладкими участками болтов. Отверстия в первой и второй деталях охватывают гладкие участки болтов и в сечении выполнены продолговатой формы. Продольные оси отверстий в первой и второй деталях, в пределах каждой из деталей, расположены параллельно друг другу либо соосно, а по отношению к сопрягаемой детали расположены перпендикулярно друг другу. Резьбовые упоры установлены вдоль продольных осей соответствующих отверстий.
В описанном устройстве фиксация соединяемых деталей в заданном положении осуществляется стопорением тремя винтами болтов, стягивающих соединяемые детали. Такая конструкция является не только трудоемкой в изготовлении, но затратной и неудобной в сборке, что является ее недостатком.
Известно регулируемое соединение плоских деталей (SU №257227 - принято за прототип) с помощью болтов, установленных в двух сквозных пазах, выполненных в этих деталях, причем пазы на каждой детали
выполнены наклонно друг к другу, а болты снабжены подголовниками, входящими в пазы одной из деталей.
Наличие четырех резьбовых соединений с болтами с квадратными подголовниками усложняет как конструкцию, так и технологию его изготовления, а также сборку и регулировку соединения, что является недостатком изложенного регулируемого соединения.
Задачей предполагаемого изобретения является разработка устройства, обеспечивающего взаимную фиксацию двух деталей в относительном их угловом положении с одновременным снижением трудоемкости изготовления деталей и упрощения процесса их соединения.
Данная задача решается за счет того, что регулируемое соединение плоских деталей, требующее компенсации угловых размеров, выполняется установкой резьбовых метизов в отверстия, выполненные в каждой из деталей. Одно из отверстий выполнено в форме паза, другое - круглое. Круглое отверстие расположено в секторе менее 90° между поперечной и продольной осями симметрии паза с центром в центре их пересечения и симметрично по отношению к ним. Координаты расположения паза и круглого отверстия относительно друг друга одинаковы для каждой детали.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение процесса соединения деталей, снижение трудоемкости изготовления деталей, повышение прочности соединения.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 - общий вид соединенных деталей с граничными положениями верхней детали относительно нижней (комплект метизов, соединяющих детали не показан); на фиг. 2 - сеч. А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - расположение круглого отверстия в секторе между поперечной и продольной осями симметрии паза; на фиг. 4 - соединение частей лестницы вагона-цистерны - пример использования предлагаемого устройства; на фиг. 5 - выносной элемент Д на фиг. 4 - пример использования предлагаемого устройства.
В каждой из соединяемых деталей 1 и 2 выполнены отверстия, одно из которых круглое Б и Б', второе - в виде паза В и Г. Круглое отверстие Б (Б') расположено в секторе менее 90° между поперечной x и продольной y осями симметрии паза с центром в центре их пересечения и симметрично по отношению к ним (см. фиг. 3). Детали соединяются комплектом метизов (например, болта, гайки, шайбы) 3. Поворот деталей относительно друг друга осуществляется вокруг установленного комплекта метизов 3 в отверстиях Б и Б', при этом отверстие для установки метизов 3 в пазы В и Г видоизменяется, но остаются грани (по две в каждом пазу), которые удерживают детали 1 и 2 в заданном положении от проворачивания вокруг осей отверстий Б (Б').
Величина продольной оси паза, как и расстояние от оси круглого отверстия Б (Б') до центра паза, выбирается в каждом отдельном случае в зависимости от требований конструкции устройства. Величина угла сектора, в котором расположено круглое отверстие, регламентируется конструкцией соединяемых деталей и зависит, например, от действующих нагрузок на детали, вида и диаметра применяемых метизов, компенсации требуемого угла поворота и др.
В качестве примера применения предлагаемого устройства на фиг. 4 приведена конструкция наружной лестницы вагона-цистерны, которая имеет два шарнирных соединения - вверху 4 с площадками обслуживания и внизу - 5.
Тетива лестницы выполнена из частей - нижней вертикальной 6 и верхней 7, наклоненной в сторону котла. Общая длина тетивы лестницы как и наклон ее в сторону котла зависит от диаметра котла, что изменяет длины вертикальной 6 и наклонной 7 частей лестницы котла. Поэтому целесообразно выполнять части тетив унифицированных длин, но при этом в месте наклона верхней части тетивы к котлу должен быть размещен узел, который бы обеспечивал их соединение, которое было бы во время установки лестницы подвижным, а после окончания установки лестницы становилось бы неподвижным.
Такое соединение может быть выполнено неразъемным или шарнирным, но должно обеспечивать требуемый угол наклона и прочность соединения в эксплуатации. Неразъемное соединение (например, сварное) приводит к сложности обеспечения заданного угла наклона, особенно при монтаже лестницы на цистерне. Поэтому предлагаемое устройство регулируемого соединения (см. фиг. 1, фиг. 5) плоских деталей с фиксацией заданного угла между деталями позволяет выполнить унификацию тетив лестниц для применения их в вагонах-цистернах с котлами диаметрами в диапазоне 2000-3200 мм.
В настоящее время разработаны чертежи наружной лестницы вагона-цистерны для перевозки расплавленной серы модели 15-9544 с использованием предлагаемого устройства.