АНТИВАНДАЛЬНОЕ РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Полезная модель относится к сборным металлоконструкциям с защитой от несанкционированной разборки и может быть применена при монтаже многогранных металлических опор воздушных линий электропередачи.
Известна полезная модель - сборная металлоконструкция с защитой от несанкционированной разборки, содержащая соединяемые детали: болт, гайку и стопорное средство (контрдеталь), препятствующее отвинчиванию (Патент RU №2086814 ПМК F16B, дата публикации 10.08.1997).
Стопорное средство аналога представляет собой втулку с переменной толщиной стенки, установленную в канавку, выполненную по окружности стержня болта. В стенке втулки диаметрально расположены отверстия, в которых предварительно запрессованы штифты, входящие своими концами в канавку.
Недостаток данного устройства - сложность конструкции и монтажа, а также невысокая эффективность антивандальной защиты от несанкционированной разборки металлоконструкции.
Известна полезная модель - антивандальное резьбовое соединение, содержащее соединяемые элементы, болт, гайку с гладкой, конусной боковой поверхностью на меньшем основании усеченного конуса в потайной цилиндрической выемке выполнен храповик с зацепными зубьями (Патент RU №176532 ПМК F16B 39/282 (2006.01), дата публикации 22.01.2018, бюл. №3).
Недостаток данного устройства является невысокая эффективность антивандальной защиты от несанкционированной разборки металлоконструкции.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является резьбовое соединение, содержащее болт, головка которого выполнена в виде усеченного конуса, на меньшем основании которого в потайной цилиндрической выемке выполнен храповик с зацепными зубьями (Патент CN 201057210 Y, 2008.05.07).
Недостаток данного устройства является невысокая эффективность антивандальной защиты от несанкционированной разборки металлоконструкции.
Техническим результатом полезной модели является увеличение эффективности антивандальной защиты, заключающейся в невозможности процесса демонтажа.
Заявленное техническое решение - антивандальное резьбовое соединение, содержащее соединяемые элементы, болт, головка которого выполнена в виде усеченного конуса, на меньшем основании которого в потайной цилиндрической выемке выполнен храповик с зацепными зубьями, гайку с гладкой, конусной боковой поверхностью на меньшем основании усеченного конуса в потайной цилиндрической выемке выполнен храповик с зацепными зубьями, причем головка болта выполнена в виде усеченного конуса, на меньшем основании которого в потайной цилиндрической выемке выполнен направляющий антивандальной головки болта, на который навинчивается в цилиндрическую выемку гайка-ключ до захвата храповиком встречного замкового храповика антивандальной головки болта для передачи усилия при затягивании болтового соединения, за счет эффективной зацепной работы храповика головки болта с высотой зацепных зубьев, выполненных равной половине шага резьбы.
Храповой механизм однонаправленного поступательно-вращательного движения в сторону закручивания гайки и удержания болта, в котором головка болта выполнена в виде усеченного конуса, на меньшем основании которого в потайной цилиндрической выемке выполнен направляющий антивандальной головки болта, на который навинчивается в цилиндрическую выемку гайка-ключ до захвата храповиком встречного замкового храповика антивандальной головки болта для передачи усилия при затягивании болтового соединения. Надежное храповое замковое соединение с аналогичным храповиком гайки-ключа обеспечивается направляющим, который выполнен в виде цилиндра с диаметром равным диаметру болта и с аналогичной как у болта резьбой длиной в несколько витков. Площадь контакта обоих храповиков определяется необходимым взаимным механическим давлением для реализации полного резьбового соединения.
С позиции наиболее эффективной зацепной работы храповика головки болта, высоту зацепных зубьев храповика головки болта и гайки-ключа необходимо выполнять равной половине шага резьбы.
Отличительным признаком является использование храпового замкового соединения в потайной цилиндрической выемке головки болта для повышения антивандальных защитных свойств с невозможностью демонтажа резьбового соединения.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Фиг. 1 иллюстрирует вид на металлическую конструкцию, содержащую антивандальное резьбовое соединение, включающее антивандальный болт 1 и антивандальную гайку 2 с гладкой полусферической или усечено-конической формой. Соединяемые элементы металлоконструкции обозначены номерами 3 и 4. Направляющий в головке болта 5 для гайки-ключа обеспечивает надежное взаимное механическое зацепление зубьев храповиков.
На фиг. 2 показан разрез соединительной конструкции с антивандальным болтовым резьбовым соединением: 1 - антивандальный болт, 2 - антивандальная гайка, 3 и 4 - соединяемые элементы, 5 - направляющий в головке болта для гайки-ключа, 6 - храповик антивандальной гайки, 7 - потайная цилиндрическая выемка в антивандальной гайке, 8 - храповик головки антивандального болта, 9 - потайная цилиндрическая выемка в головке антивандального болта, 10 - гайка-ключ для передачи усилия на антивандальную гайку, 11 - храповик гайки-ключа, 12 - гайка-ключ для передачи усилия на антивандальный болт.
Изготовление антивандального резьбового соединения производится следующим образом.
Изделие относится к обработке металлов давлением и может быть изготовлено объемной штамповкой на многопозиционном автомате. Отрезанную заготовку круглого сечения, с предварительно частичным снятием металла металлорежущим инструментом, подают на первую формообразующую позицию, где осуществляют штамповку заданного усечено-конического или полусферического профиля головки болта. Форма заготовки должна учитывать фронтальное вытеснение лишнего металла.
На следующей позиции в заготовке болта штамповкой производят цилиндрическое углубление под храповик, зубья храповика головки болта и вытеснение металла под направляющий для гайки-ключ.
Возможен вариант одновременной штамповки заданного усечено-конического или полусферического профиля головки болта и цилиндрического углубления под храповик, зубья храповика головки болта и направляющего гайки-ключа.
На следующей стадии в токарном автомате производится калибрующая проточка и нарезка резьбы на цилиндрических частях болта и направляющего для гайки-ключа.
Изготовление антивандального болта можно осуществить, например другим вариантом, методом горячего штампования с применением ТВЧ-генераторов: автоматическая нарезка заготовок требуемых размеров из круглого проката производится на ленточнопильных станках и автоматизированном отрубном комплексе для металлического круга; далее, высокоскоростной разогрев токами высокой частоты (до 40 кГц) части заготовки, подвергающейся штамповке, до температуры 1100°С; по окончании разогрева заготовку помещают в формообразующую матрицу ударного пресса; после формообразования головки болта с храповиком в потайной цилиндрической выемке и направляющего гайки-ключа происходит снятие фасок с торцевых частей начала резьбы болта и направляющего; нарезка резьбы производится на автоматизированном резьбонарезном станке при помощи тангенциальных резцов с дальнейшей проверкой резьбы калибровкой.
Сборка антивандального резьбового соединения осуществляется следующим образом. На направляющий 5 антивандальной головки болта 1 навинчивается в цилиндрическую выемку 9 гайка-ключ 12 до захвата храповиком 11 встречного замкового храповика 8 антивандальной головки болта 1. Вставляется антивандальный болт 1 в отверстие соединяемых элементов 3 и 4, гайка-ключ 10 вставляется в цилиндрическую выемку 7 антивандальной гайки 2 до образования храпового замкового соединения, далее производится одновременное навинчивание двух этих деталей на антивандальный болт 1. Возможен вариант, при качественной нарезке резьбы по очередное навинчивание антивандальной гайки 2 и гайка-ключ 10 до образования храпового замкового соединения. Затягивание на резьбе антивандального болта 1 производится удержание одним стандартным ключом под шестигранную гайку-ключ 12, и при одновременном вращении антивандальной гайки 2 другим стандартным ключом под шестигранную гайку-ключ 10. Гайки-ключи 10 и 12 снимаются после затягивания болтового соединения. Антивандальный болт 1 и антивандальная гайка 2 с храповыми замковыми соединениями 8 и 6 работают только на закручивание и затягивание.
Предлагаемый вариант антивандального резьбового соединения позволяет повысить эффективность антивандальной защиты, заключающейся в невозможности вандального демонтажа.
Источники информации:
1. Патент RU №2086814 ПМК F16B, дата публикации 10.08.1997.
2. Патент RU №176532 ПМК F16539/282, дата публикации 22.01.2018, бюл. №3.
3. Патент CN 201057210 Y, 2008.05.07.