УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОНЦА ГИБКИХ УДЛИНЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для закрепления конца гибких удлиненных элементов, в частности для удержания отрезка металлического троса, работающего при больших нагрузках.
Известно зажимное приспособление для гибкого удлиненного элемента (отрезка троса) [1], содержащее корпус плоской формы со сквозным каналом для одного конца отрезка троса, другой конец которого предварительно жестко закрепляется в корпусе. При пропускании через сквозной канал корпуса отрезок троса фиксируется в корпусе посредством двух одинаковых подпружиненных роликов перемещающихся вдоль пазов, продольные оси которых расположены под углом друг к другу и под углом к продольной оси сквозного канала корпуса. Ролики, взаимодействуя с рычагом, поворачивают его вокруг центра вращения, при этом концы рычага оказывают силовое воздействие на отрезок троса.
Недостаток известного технического решения состоит в том, что фиксация гибкого элемента в зажиме путем внедрения концов плеч рычага в боковую поверхность троса влечет за собой значительное его повреждение, что приводит к уменьшению разрывного усилия.
Наиболее близким известным техническим решением в качестве прототипа является моноблочная деталь для получения зажима натяжного троса и способ изготовления такого зажима [2], содержащая коническое отверстие в жестком основании для закрепления троса, зажим троса, имеющий общую форму усеченного конуса с цилиндрическим отверстием по центру, через которое проходит трос. Зажим разделен на сектора, состоящие из одинаковых клиньев, собранных при помощи втулки, установленной в кольцевой канавке примыкающей к большей стороне зажима.
Недостатками прототипа являются:
- возрастание габаритных размеров устройства при увеличении нагрузки, прикладываемой к гибкому элементу, т.к. удержание гибкого элемента в зажиме осуществляется за счет сил трения по поверхности взаимодействия клиньев с тросом;
- недостаточная надежность узла крепления гибкого элемента, связанная с возможностью выскальзывания троса из клиньев зажима.
Целью изобретения является увеличение нагрузочной способности узла крепления гибкого элемента и повышение его надежности.
Сущность изобретения состоит в том, что, предлагаемое устройство для закрепления конца гибких удлиненных элементов, кроме известных и общих отличительных признаков, а именно: корпуса с внутренними полостями, через отверстие в одной из которых, имеющей форму усеченного конуса, вводится закрепляемый конец троса, несколько клиньев в виде угловых секторов усеченного конуса, расположенных вокруг канала общей цилиндрической формы, дополнительно содержит упорную втулку, скрепленную с гибким удлиненным элементом с возможностью свободного размещения во внутренней полости корпуса и опираться цилиндрической торцевой поверхностью на торцевые поверхности клиньев в верхней части их большего диаметра.
Новизна изобретения состоит в том, что предлагаемое устройство для закрепления конца гибких удлиненных элементов содержит упорную втулку, скрепленную с гибким удлиненным элементом с возможностью свободного размещения во внутренней полости корпуса и опираться цилиндрической торцевой поверхностью на торцевые поверхности клиньев в верхней части их большего диаметра, что обеспечивает увеличение нагрузочной способности узла крепления гибкого элемента и повышение его надежности
На фиг.1 показан схематичный вид устройства для закрепления конца гибких удлиненных элементов, на примере металлического троса. На фиг.2 изображено продольное сечение упорной втулки.
На фиг.1 и 2 обозначено: 1 - корпус; 2 - трос; 3 - клинья; 4 - упорная втулка; 5 - сварной шов; 6 - заклепки; 7 - бурт; 8 - цилиндрический элемент; 9 - контрольная гайка; 10 - внутренний канал; 11 - торцовая поверхность; 12 - технологическое отверстие; 13 - отверстие; 14 - торцовая поверхность.
В исходном положении во внутренней конической полости корпуса 1 расположен конец троса 2, удерживаемый клиньями 3 и упорной втулкой 4, один торцовый конец которой покрыт сварным швом 5. Боковые поверхности упорной втулки 4 имеют отверстия для заклепок 5. Второй торцовый конец упорной втулки 4 оборудован буртом 7. Цилиндрический элемент 8 соединяется с корпусом 1 с помощью резьбы и контрольной гайки 9. Во внутренний канал 10 упорной втулки 4 входит трос 2. Торцовая поверхность 11 и технологические отверстия 12 упорной втулки 4 использованы для сварки или пайки тороса 2. Через отверстие 13 торцовой поверхности 14 корпуса 1 проходит удерживаемый трос 2.
Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, имеющего две соединяющиеся внутренние полости. Одна из внутренних полостей имеет форму усеченного конуса и центральное отверстие, через которое вводится закрепляемый трос 2. На поверхности второй полости, цилиндрической формы, выполнена резьба.
Зажим, имеющий общую форму усеченного конуса, состоит из клиньев 3, взаимодействующих наружной поверхностью с конической поверхностью корпуса 1. Между клиньями имеется зазор, обеспечивающий обжатие троса 2 при затяжке. На фиг.1, в качестве примера, изображена реализация зажима с двумя клиньями. Упорная втулка 4 крепится на оконечной части троса 2. Крепление упорной втулки 4 с тросом 2 осуществляется сваркой 5 в одной торцевой части упорной втулки 4. Для этой же цели дополнительно предусмотрены заклепки 6, выполняемые сваркой или пайкой. Второй торец упорной втулки 4 имеет бурт 7 для передачи воспринимаемого усилия на торцы клиньев 3 в виде распределенной нагрузки.
Для предварительного поджатия клиньев в устройстве может быть использован, например, цилиндрический элемент 8 имеющий резьбу по внешней поверхности и центральный канал, внутри которого располагается упорная втулка 4. Фиксация цилиндрического элемента осуществляется контрольной гайкой 9.
Предварительно, перед монтажом устройства, на оконечной части троса 2 (фиг.1) крепится упорная втулка 4. Для этого во внутренний канал 10 упорной втулки 4 (фиг.2) вводят металлический трос (на фиг.2 не показан). При этом зазор между внутренним каналом 10 упорной втулки 4 и поверхностью троса 2 минимальный. По достижении положения конца троса 2, превышающем на 2-3 мм уровень торцевой поверхности 11 втулки 4, его фиксируют и скрепляют с корпусом упорной втулки 4, например сваркой или пайкой 5. Для улучшения скрепления троса 2 с упорной втулкой 4 в центральной части ее корпуса выполняют технологические отверстия 12, через которые осуществляют сварку или пайку.
Для закрепления троса 2 поступают следующим образом: конец троса 2 вводят в отверстие 13 корпуса 1, при этом конец троса 2 с закрепленной упорной втулкой 4 находится за пределами корпуса 1 со стороны его торцевой поверхности 14. Вводят клинья 3 в коническую внутреннюю полость корпуса 1 таким образом, чтобы обжатие троса 2 не наступало; протягивают трос 2 в направлении, показанном на фиг.1 стрелкой. По достижении контакта между торцевой поверхностью бурта 7 упорной втулки 4 с торцевыми поверхностями клиньев 3 начинается их совместное поступательное перемещение с одновременным обжатием троса 2. Окончательное закрепление троса 2 осуществляют поджатием клиньев 3 при вворачивании цилиндрического элемента 8.
Под нагрузкой предлагаемое устройство работает следующим образом.
При приложении растягивающей силы к тросу 2 она, в основном, уравновешивается за счет силы трения между поверхностью троса 2 и внутренней цилиндрической поверхностью поджимающих клиньев 3. По достижении растягивающей силой величины, вызывающей проскальзывание троса, она частично уравновешивается за счет силы трения и одновременно воспринимается упорной втулкой 4, скрепленной с тросом 2 сваркой 5 в торцевой части и заклепками 6 в центральной.
Воспринимаемое упорной втулкой 4 усилие через бурт 7 передается на торцы большего диаметра клиньев 3 в виде распределенной нагрузки, вызывая дополнительное поджатие клиньев, тем самым, увеличивая величину силы трения в клиновой части устройства.
Промышленная осуществимость предлагаемого изобретения обосновывается тем, что в нем используются известные в прототипе узлы и блоки по своему прямому функциональному назначению. Заявителем в соответствии с заявляемым устройством в 2010 году изготовлен опытный образец узла закрепления металлического троса выходной ступени тросового редуктора установки для испытаний металлов на ползучесть и длительную прочность.
Положительный эффект от применения изобретения состоит в том, что обеспечивается не менее чем на 15…20% увеличение нагрузочной способности узла крепления гибкого элемента и повышение на 15…20% его надежности за счет исключения возможности проскальзывания троса в клиновом зажиме.
Источники информации:
1 Зажимное приспособление для гибкого удлиненного элемента, патент РФ №222554, МПК 7 F16G 11/04.
2 Моноблочная деталь для получения зажима натяжного троса и способ изготовления такого зажима, патент РФ №2244859, МПК 7 F16G 11/04.