СПОСОБ РЕЗЬБОВОГО КРЕПЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ОДНОСТОРОННИМ ДОСТУПОМ
METHOD OF THREAD ATTACHMENT OF PARTS WITH SINGLE ADMISSION

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения деталей, одна из которых имеет односторонний доступ.
Известен способ резьбового крепления деталей с односторонним доступом, включающий проведение конца резьбового элемента со стержнем за деталь с односторонним доступом через отверстие в ней и последующее стягивание резьбового элемента со стержнем, в результате деформации которого образуется упор с большой опорной поверхностью [1].
Недостатками способа являются сложность реализующей его конструкции и невозможность демонтажа соединения особенно в случае, когда резьбовое соединение подвергается воздействию агрессивной среды, например воздействию влаги.
Прототипом является способ резьбового крепления деталей с односторонним доступом, включающий соединение прикрепляемой детали с деталью, имеющей односторонний доступ, путем навинчивания охватывающего резьбового элемента на охватываемый до момента завершения деформации упругого элемента, предварительно проведенного с концом охватываемого резьбового элемента за деталь с односторонним доступом через имеющееся в ней отверстие и кольцо с пазами [2].
Недостатками прототипа являются:
- сложность конструкции, реализующей способ;
- затрудненность демонтажа при работе элементов в агрессивной среде, например в условиях повышенной влажности, так как коррозия элементов будет препятствовать выводу упругого элемента из отверстия. Кроме того, даже небольшая остаточная деформация упругого элемента, вызванная раскручиванием соединения, не позволит осуществить вывод упругого элемента из отверстия;
- трудность реализации способа при креплении небольших деталей;
- надобность в предварительной установке кольца на недоступной стороне.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции, реализующей способ, расширение функциональных возможностей и повышение удобства в эксплуатации.
Задача решается тем, что в способе резьбового крепления деталей с односторонним доступом, включающем соединение прикрепляемой детали с деталью, имеющей односторонний доступ, путем навинчивания охватывающего резьбового элемента на охватываемый до момента завершения деформации упругого элемента, предварительно проведенного с концом охватываемого резьбового элемента за деталь с односторонним доступом через имеющееся в ней отверстие, упругий элемент выполняют спиральной формы и устанавливают его с возможностью перемещения на охватываемом элементе, который выполняют в виде резьбовой шпильки с ограничителем перемещения упругого элемента на конце, при этом упругий элемент вводят путем его поворота.
Упругий элемент устанавливают на охватываемом резьбовом элементе с зазором. Упругий элемент устанавливают на охватываемом резьбовом элементе с натягом. Одну часть упругого элемента устанавливают на охватываемом резьбовом элементе с натягом, а другую с зазором. Конец упругого элемента отгибают. После проведения упругого элемента за деталь в отверстие помещают уплотнитель. До проведения упругого элемента за деталь в него помещают уплотнитель. После проведения упругого элемента за деталь его конец фиксируют в пазу отверстия.
Из уровня техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения и оказывающие такое же, как и они, влияние на технический результат, состоящий в упрощении конструкции, реализующей способ, расширении функциональных возможностей и повышении удобства в эксплуатации.
Сущность изобретения отражают операции:
- упругий элемент выполняют спиральной формы и устанавливают его с возможностью перемещения на охватываемом элементе, который выполняют в виде резьбовой шпильки с ограничителем перемещения упругого элемента на конце, при этом упругий элемент вводят путем его поворота;
- упругий элемент устанавливают на охватываемом резьбовом элементе с зазором;
- упругий элемент устанавливают на охватываемом резьбовом элементе с натягом;
- одну часть упругого элемента устанавливают на охватываемом резьбовом элементе с натягом, а другую с зазором;
- конец упругого элемента отгибают;
- после проведения упругого элемента за деталь в отверстие помещают уплотнитель;
- до проведения упругого элемента за деталь в него помещают уплотнитель;
- после проведения упругого элемента за деталь его конец фиксируют в пазу отверстия.
Указанные операции позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Установка упругого элемента на резьбовом элементе с зазором позволяет не повреждать покрытие на охватываемом крепежном элементе или вводить при необходимости между ним и упругим элементом какой-нибудь объект, например уплотнитель, что расширяет функциональные возможности способа.
Установка упругого элемента на резьбовом элементе с натягом дает возможность проводить упругий элемент через отверстие в детали, имеющей односторонний доступ, заодно с охватываемым резьбовым элементом путем поворота последнего, что повышает удобство в эксплуатации.
Установка одной части упругого элемента на охватываемом резьбовом элементе с натягом, а другой с зазором позволяет последней принимать исходное положение под действием упругой силы после снятия нагрузки в процессе демонтажа соединения и осуществлять затем выведения упругого элемента из зазора между отверстием и охватываемым резьбовым элементом. Таким образом, часть элемента с натягом повышает удобство при монтаже, а с зазором - при демонтаже.
Отгибание конца упругого элемента позволяет вводить его в отверстие имеющей односторонний доступ детали, толщина которой превышает шаг спирали этого элемента. После того как будет введен отогнутый конец упругого элемента, дальнейшее продвижение этого элемента будет происходить за счет увеличивающей шаг спирали упругой деформации его витков. Это расширяет функциональные возможности способа, позволяя использовать упругий элемент определенных размеров в имеющих односторонний доступ деталях различной толщины.
Помещение в отверстие уплотнителя после проведения упругого элемента за деталь с односторонним доступом позволяет герметизировать отверстие, что расширяет функциональные возможности способа.
Помещение в упругий элемент уплотнителя (например, льняной нити) до проведения элемента за деталь с односторонним доступом позволяет хорошо уплотнить (герметизировать) зазор между отверстием и охватываемым резьбовым элементом за счет того, что при сборке упругий элемент деформируется и сдвигает при этом витками уплотнитель к месту выхода резьбового элемента из отверстия. Обеспечивается также защита поверхностей элементов от различных отложений.
Фиксирование в пазу отверстия конца упругого элемента после проведения его за деталь предотвращает проворачивание охватываемого резьбового элемента в обратную сторону в процессе демонтажа, облегчая его выполнение. Поворот резьбового элемента в обратную сторону вызывает многократное увеличение силы трения между его поверхностью и витками спирали за счет затягивания последних. Это способствует расширению функциональных возможностей способа.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена основная часть устройства - охватываемая резьбовая деталь (шпилька) с размещенным на ней упругим элементом (пружиной). На фиг.2 изображена шпилька с пружиной в момент ввода шпильки в отверстие детали, имеющей односторонний доступ. На фиг.3 изображен вариант выполнения отверстия детали, имеющей односторонний доступ. На фиг.4 изображена шпилька с пружиной в момент ввода пружины в отверстие детали, имеющей односторонний доступ. На фиг.5 изображено устройство для резьбового крепления деталей с односторонним доступом в момент начала соединения деталей. На фиг.6 изображено устройство для резьбового крепления деталей с односторонним доступом после соединения деталей. На фиг.7 изображено устройство для резьбового крепления деталей с односторонним доступом с уплотнителем и упругим элементом, установленным на шпильке с натягом. На фиг.8 изображено устройство для резьбового крепления деталей с односторонним доступом с уплотнителем и упругим элементом, установленным на шпильке с зазором. На фиг.9 изображено устройство для резьбового крепления деталей с односторонним доступом с уплотнителем в виде набивки. На фиг.10 изображено устройство для резьбового крепления деталей с односторонним доступом с фиксированным концом упругого элемента.
Устройство для резьбового крепления деталей с односторонним доступом содержит упругий элемент 1 (пружину), размещенный с возможностью перемещения на охватываемом резьбовом элементе 2 (шпильке), имеющем на конце ограничитель 3 перемещения упругого элемента, который вводится в отверстие 4 детали 5 с односторонним доступом, скрепляемой с деталью 6 посредством охватывающего резьбового элемента 7 (гайки). Отверстие может иметь, по крайней мере, один паз 8 для ввода упора и упругого элемента, при этом между последним и отверстием могут быть размещены уплотнители 9, 10 и набивка 11.
Способ реализуют следующим образом.
На резьбовую шпильку 2 устанавливают пружину 1 (фиг.1). Затем вводят конец шпильки в отверстие 4 детали 5, имеющей односторонний доступ (фиг.2).
Заметим, что диаметр отверстия должен быть больше диаметра резьбовой шпильки на величину, равную диаметру проволоки пружины (фиг.4). Если в отверстии имеется паз 8 для ввода упора 3 и конца упругого элемента, то разность между диаметрами отверстия и резьбовой шпильки может быть значительно меньше, а при наличии двух диаметрально противоположных пазов - практически отсутствовать вовсе (фиг.3).
Затем вводят в зазор (или в паз 8 при его наличии) между отверстием 4 и шпилькой 2 конец пружины 1 и поворачивают ее до тех пор, пока она не окажется за деталью 5 (фиг.4, 5). Заметим, что если пружина 1 установлена на шпильке с натягом, то ввод пружины в отверстие осуществляют путем поворота шпильки, которая в этом случае (как по резьбе) вкручивается в отверстие детали 5. После этого надевают на шпильку деталь 6 и заворачивают гайку 7. При этом за счет упоров 3 происходит сжатие пружины 1 и закрепление детали 6 (фиг 5, 6).
Следует заметить, что если конец пружины 1 отогнуть, то ее можно будет ввести в отверстие детали 5, имеющей толщину больше, чем шаг пружины.
При необходимости герметизации соединения после проведения упругого элемента за деталь 5 в отверстие 4 помещают уплотнитель 9, который посредством пружины 1 прижимают около отверстия 4 к детали 5 (фиг.7). Если пружина 1 установлена на шпильке 2 с зазором, то применяют уплотнитель 10, выступ которого герметизирует шпильку (фиг.8). До проведения упругого элемента за деталь 5 в него помещают уплотнитель 11 в виде нити (технического льна), которую вместе с пружиной проводят через отверстие 4 за деталь 5 и затем с помощью гайки 7 прикрепляют деталь 6. При этом в результате сжатия пружины 1 ограничителями витки нити смещаются витками пружины к отверстию 4 и герметизируют его (фиг.9).
При длительной эксплуатации соединения сила сцепления внутренней (резьбовой) поверхности гайки 7 с резьбовой поверхностью шпильки 2 из-за неблагоприятных факторов (коррозии, диффузии одного материала в другой) может значительно возрасти и при демонтаже соединения может происходить поворачивание шпильки заодно с гайкой, в результате чего демонтаж окажется затрудненным. Для исключения поворота шпильки при откручивании гайки после проведения упругого элемента за деталь (при монтаже) его конец фиксируют в пазу отверстия (фиг.10). При отворачивании гайки крутящий момент, передающийся к шпильке через гайку, будет способствовать затягиванию витков пружины. В результате этого произойдет многократное увеличение силы трения между витками пружины 1 и цилиндрической поверхностью шпильки 2, что исключит поворот последней и обеспечит нормальный демонтаж соединения.
Демонтаж соединения производят в обратной последовательности. Сначала отвинчивают гайку 7 и снимают деталь 6. Под действием упругой силы пружина 1 разжимается, витки ее расходятся, принимая первоначальное положение. Заметим, что если первоначально пружина была установлена с натягом, то вызываемая им сила трения (по крайней мере, у крайнего к отверстию витка пружины, который изначально может быть посажен с зазором) должна быть меньше силы, растягивающей пружину. После этого выводят конец пружины из зазора между отверстием и шпилькой и затем, поворачивая пружину, удаляют ее из детали 5 и вынимают вслед за ней шпильку 2.
Внедрение изобретения позволит при помощи простой конструкции осуществлять монтаж и ремонт изделий с односторонним доступом.
Источники информации
1. А.с. СССР №1423003, МПК F16B, 13/04, 1988 - аналог.
2. А.с. СССР №1250744, МПК F16B, 13/04, 1986 - прототип.