УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Полезная модель относится к резьбовым соединениям крупногабаритных, тяжелонагруженных или труднодоступных изделий с помощью механического усилителя крутящих моментов (УКМ) и может быть использовано в химическом, энергетическом и автомобильном машиностроении.
При монтаже и демонтаже резьбовых соединений с помощью усилителя крутящих моментов, возникает реактивный момент, для отвода которого используются различные приспособления. Конструкция любого механического УКМ имеет в своем составе выходной элемент, который зацепляется с гайкой или головкой болта резьбового соединения и реактивный элемент, который должен соединяться с неподвижным звеном.
Известно устройство для затягивания и ослабления резьбовых соединений (RU 21408480), содержащее усилитель крутящих моментов, реактивный элемент которого соединяется со съемным звеном, имеющим возможность крепления на соседнем конструктивном элементе, например на соседней гайке. Недостатком этого устройство является то, что оно применимо в серийном производстве для резьбового соединения однотипных изделий, имеющих одинаковые выступы на поверхности. Его невозможно применить для соединения изделий других типов без изменения съемного звена, а для ряда изделий с ограниченным монтажным пространством неприменимо вовсе.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для сборки резьбового соединения колес транспортных средств (US 5123308), содержащее усилитель крутящего момента, реактивный элемент которого соединен с колесом с помощью съемного кулачка. Съемный кулачок имеет внутреннее шестигранное отверстие, которым он насаживается на шестигранный стержень, выполненный на конце реактивного элемента УКМ. Наружная форма кулачка представляет собой четыре радиальных выступа, которыми он упирается в боковые поверхности кольцевого углубления, проходящего по всему диаметру колеса. Недостатком этого устройства является то, что его можно применить только для сборки колес с кольцевым углублением по диаметру. Кроме того, недостатком является наличие боковых сил, возникающих при опоре кулачковых выступов в стенки кольцевого углубления и действующих на срез монтируемой гайки, что при неоднократном монтаже-демонтаже приведет к повреждению резьбового соединения.
В этом же патенте описан второй вариант устройства. По этому варианту конец болта или шпильки резьбового соединения, на который навинчивается гайка, выполнен со
шлицами, например в форме шестигранника. Реактивный элемент УКМ имеет отверстие, внутренняя поверхность которого выполнена также со шлицами, соответствующими шлицам болта. При работе усилитель крутящих моментов отверстием в выходном элементе насаживается на отвинчиваемую гайку, а отверстием в реактивном элементе соединяется с концом шпильки, которая должна быть фиксирована от вращения. Понятно, что размеры шлицевого соединения реактивного элемента со шпилькой значительно меньше размеров откручиваемых гаек. В то же время это соединение испытывает нагрузки, сравнимые с нагрузкой на гайку, и при откручивании «прикипевших» гаек становится ненадежным.
Задачей полезной модели является создание устройства для резьбового соединения изделий с усилителем крутящих моментов, пригодного для изделий с любыми конструктивными особенностями: крупногабаритных, не имеющих конструктивных выступов, с труднодоступными местами сборки и т.д., и позволяющего многократно производить монтаж-демонтаж тяжелонагруженных резьбовых соединений.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в упрощении и повышении надежности отбора реактивного момента УКМ при резьбовом соединении изделий различной формы.
Для решения поставленной задачи устройство для сборки резьбовых соединений, как и прототип, содержит усилитель крутящих моментов, реактивный элемент которого выполнен с возможностью крепления к неподвижному звену. В отличие от прототипа возможность крепления реактивного элемента к неподвижному звену обеспечивается элементами соединения, выполненными на поверхности изделия соосно с резьбовым соединением и симметрично относительно его оси, при этом на поверхности реактивного элемента выполнены ответные элементы соединения.
Для применения УКМ при сборке резьбовых соединений изделий в труднодоступных местах, например, при близком расположении стенки изделия к оси резьбового соединения, элементы соединения на поверхности изделия выполнены в виде отверстий, равномерно расположенных по окружности, а ответные элементы на реактивном звене УКМ выполнены в виде штырей.
Целесообразно выполнить элементы соединения на поверхности изделия и на поверхности реактивно элемента в виде шлицевого соединения, которое может быть выполнено в форме шестигранника, что позволит использовать в качестве реактивного элемента головки под гайки стандартных размеров.
Для обеспечения возможности с помощью одного УКМ производить сборку изделий с различными размерами элементов шлицевого соединения, расположенных на
поверхности собираемого изделия соосно резьбовому соединению, шлицы выполнены на торцевых поверхностях в форме части секторов.
Кроме того, для расширения диапазона использования УКМ без замены реактивного элемента при сборке резьбовых соединений изделий с различными элементами шлицевого соединения на поверхности, реактивный элемент может быть соединен с элементом шлицевого соединения на поверхности изделия через съемный переходник, поверхности которого выполнены сопрягаемыми с элементами шлицевого соединения на поверхности изделия и шлицами на реактивном элементе усилителя крутящих моментов.
Для надежной фиксации шлицевые соединения могут быть закреплены шпонкой, установленной в проточках выполненных на противоположных сопрягаемых поверхностях шлицов.
Устройство иллюстрируется графическими материалами, на которых представлено:
Фиг.1 - продольный разрез предлагаемого устройства для сборки резьбового соединения, с элементами соединения на поверхности собираемого изделия, выполненными в виде отверстий;
Фиг.2 - вид сверху на устройство для сборки резьбового соединения;
Фиг.3 - продольный разрез предлагаемого устройства для сборки резьбового соединения, с элементом шлицевого соединения на поверхности изделия, выполненным в форме шестигранника;
Фиг.4 - продольный разрез предлагаемого устройства для сборки резьбового соединения, с элементами шлицевого соединения, выполненными на торцевых поверхностях в форме части секторов;
Фиг.5 - вид шлицевого соединения, выполненного в форме части секторов;
Фиг.6 - продольный разрез предлагаемого устройства для сборки резьбового соединения, с реактивным элементом и элементом соединения на поверхности изделия, сопряженными через съемный переходник.
Фиг.7 - переходник для сопряжения реактивного элемента и элемента шлицевого соединения на поверхности изделия.
Фиг.8 - сменная головка, выполненная со шлицами, сопрягаемыми со шлицами на торце выходного элемента.
Устройство состоит из усилителя крутящих моментов 1, содержащего входной низкомоментный элемент 2, соединяемый с приводом, выходной высокомоментный элемент 3, головка 4 которого, устанавливаемая на гайку 5 резьбового соединения, может
быть съемной, и реактивный элемент 6, закрепляемый на неподвижном звене. Неподвижным звеном является поверхность изделия 7.
В варианте выполнения, показанном на Фиг.1 и 2, когда требуется сборка резьбового соединения в труднодоступном месте, например, близко от стенки 8, элементы соединения на поверхности собираемого изделия 7, выполнены в виде расположенных по окружности и симметричных относительно ее центра отверстий 9. Ответными элементами соединения на реактивном элементе 6 являются стержни 10. Стержни 10 могут быть связаны с реактивным элементом неподвижно, либо, как показано на Фиг.1, они вставляются в отверстия 11.
В варианте представленном на Фиг.3 для соединения реактивного элемента 6 с поверхностью собираемого изделия 7 используется шлицевое соединение в форме шестигранника. Элементом шлицевого соединения является стандартная гайка 12, закрепленная на поверхности изделия, например сваркой, наплавкой, пайкой или выполненная при его отливке, соосно резьбовому соединению, а в качестве ответных шлицов на реактивном элементе 6 используется шестигранное отверстие 13 под гайку 12.
На Фиг.4 и Фиг.5 показано выполнение соединения реактивного элемента 6 и неподвижного звена, которое является поверхностью соединяемого изделия 7, посредством шлицев 14 на неподвижном звене и ответных шлицев 15 на торце реактивного элемента 6, выполненных в форме части секторов.
При необходимости реактивный элемент 6 и элементы шлицевого соединения на поверхности изделия соединяются через съемный переходник 16 (Фиг.6). На торцах переходника 16 выполнены шлицы 17, сопрягаемые с элементами 18 шлицевого соединения на поверхности изделия и шлицами 19 на торце реактивного элемента 6.
Причем, сменная головка 4 также может быть выполнена со шлицами 20 (Фиг.8), сопрягаемыми со шлицами 21 на торце выходного высокомоментного элемента 3.
Элементы шлицевого соединения дополнительно закрепляются шпонками, установленными в проточках 22 (Фиг.8), выполненных в сопрягаемых поверхностях шлицов.
Устройство работает следующим образом.
Выходной высокомоментный элемент 3 усилителя крутящих моментов 1 посредством сменной головки 4 устанавливается на гайку 5 резьбового соединения. Реактивный элемент 6 УКМ укрепляется на неподвижном звене, являющемся поверхностью соединяемого изделия 7, с помощью элементов соединения, выполненных на реактивном элементе 6 и на поверхности изделия 7 по одному из вариантов, показанных на Фиг.1, 3, 4 или 6. Известными средствами входной низкомоментный
элемент 2 УКМ соединяется с приводом или с рукояткой для ручной работы и поворачивается прикладываемым усилием, далее вращение посредством выходного высокомоментного элемента 3 через сменную головку 4 передается на гайку 5 резьбового соединения. Реактивный момент воздействует на элементы соединения, симметрично расположенные вокруг оси резьбового соединения. Благодаря симметрии радиальные усилия в соединении взаимно компенсируются, и на элементы соединения действуют только тангенциальные составляющие сил. Отсутствие радиальных составляющих обуславливает отсутствие боковых срезающих усилий на детали резьбового соединения. Кроме того, размеры элементов соединения реактивного элемента УКМ с поверхностью изделия заведомо больше диаметра откручиваемой гайки, поэтому соединение надежно работает и при высоких моментах.
Заявляемое устройство позволит использовать усилитель крутящих моментов для неоднократного монтажа изделий с любыми конструктивными особенностями.