Приспособление для демонтажа поврежденных резьбовых изделий

Полезная модель относится к приспособлениям, используемым в процессе удаления поврежденных резьбовых изделий, например, шпилек или винтов, из отверстий ответственных базовых деталей, и может быть использована в судостроении и в различных отраслях машиностроения при восстановительных работах в ремонтном производстве для облегчения разборки механических узлов, которые крепятся резьбовыми соединениями, и без повреждения целостности поверхности соединяемых деталей.
Известны различные устройства и способы демонтажа поврежденных резьбовых элементов соединений с помощью соответствующих инструментов и приспособлений [1, 2]. Например, когда в предварительно просверленном в резьбовом стержне отверстии формируют кольцевые ребра, канавки между которыми заполняют огнеупорным теплоизолирующим материалом, а внутреннюю поверхность ребер нагревают с последующим принудительным охлаждением [3, 4]. Недостатком таких приспособлений является технологическая сложность осуществления процесса демонтажа, так как в сравнительно небольших по диаметру резьбовых деталях затруднительно выполнение операции набивки, теплоизоляции в канавки между ребрами, что сужает область применения известного устройства.
В качестве прототипа выбрано устройство для вывертывания шпилек [5], которое включает в себя полый цилиндрический корпус с отверстиями на концах, имеющими левую и правую резьбу, и поперечным сквозным отверстием. Корпус навинчивается на выворачиваемую шпильку. В поперечное отверстие вставляется быстроразъемное соединение из промежуточной опоры, клина и шайбы. В оставшееся резьбовое отверстие ввинчивается болт, упирающийся в быстроразъемное соединение. При дальнейшем вворачивании болта происходит выворачивание шпильки.
Общим существенным признаком известного и заявляемого приспособлений для демонтажа поврежденных резьбовых изделий является процесс, предусматривающий поэтапное удаление сломанных элементов. А именно путем выполнения продольного резьбового отверстия в извлекаемой детали с последующим ввинчиванием в это отверстие сменного болта, направление резьбы которого противоположно направлению резьбы поврежденного резьбового изделия, а также дальнейшим использованием различных дополнительных узлов и соответствующих инструментов, передающих крутящий момент в направлении вывинчивания извлекаемого элемента.
Однако известное устройство, выбранное в качестве прототипа, недостаточно эффективно в тех случаях, когда, например, резьбовое соединение выполнено с тугой резьбой, подвергнуто коррозии, в соединении был применен герметик или имеет место «прикипание» резьбового элемента по резьбе в отверстии базовой детали. Для вывинчивания элементов в этом случае необходимо приложить более значительные крутящие моменты или осевые усилия. Кроме того, известное техническое решение ограничено в применении во время ремонта в тех случаях, когда надо извлекать из отверстия труднообрабатываемые закаленные штифты, болты и винты из габаритных и корпусных деталей, например, при демонтаже коленчатых валов с противовесами двигателей внутреннего сгорания. Отмеченные недостатки значительно сужают область применения и эффективность данного устройства для демонтажа.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача расширения области применения и повышение эффективности известного устройства для вывертывания шпилек.
Указанная задача достигается тем, что подготовленное в поврежденном изделии продольное резьбовое отверстие выполнено с возможностью заполнения и взаимодействия его с жидким азотом из размещенных на корпусе дополнительных узлов, а сменный винт снабжен сквозным центральным отверстием, которое представляет собой цилиндрическую и коническую полости для выхода паров отработанного жидкого азота. Диаметр цилиндрической полости равен диаметру меньшего основания усеченного конуса, а диаметр большего основания конуса равен диаметру винта минус удвоенное значение ширины фаски на торце стержня сменного винта, причем направление резьбы винта обратное направлению в шпильке.
При этом приспособление для демонтажа поврежденных резьбовых изделий состоит из быстросъемного сменного винта с возможностью завинчивания его в заранее подготовленное продольное резьбовое отверстие, выполненное в поврежденном изделии. Направление резьбы винта противоположно направлению резьбы поврежденного резьбового изделия. Винт снабжен центральным осевым сквозным отверстием для выхода паров отработанного жидкого азота, представляющим собой цилиндрическую полость и полость, выполненную в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх к головке винта. Диаметр этого меньшего основания равен диаметру центрального осевого отверстия, а диаметр большего основания конуса равен диаметру винта за вычетом удвоенного значения ширины фаски на торце стержня сменного винта.
На фиг. 1 представлен общий вид приспособления для демонтажа поврежденных резьбовых изделий.
Последовательность операций при использовании полезной модели следующая. В сломанном резьбовом элементе 1, находящемся в базовой детали 2, выполняют осевое отверстие, в котором нарезают резьбу, противоположно направлению резьбы поврежденного резьбового изделия. Полученное отверстие заполняют жидким азотом 3 на 0,4 глубины отверстия из размещенных на корпусе дополнительных узлов. Затем в отверстие ввинчивают сменный винт 4 с центральным отверстием, которое представляет собой полость 5, выполненную в виде усеченного конуса и цилиндрическую полость 6 для выхода паров отработанного жидкого азота, выполненным по всей длине его стержня. При завинчивании винта жидкий азот заполняет конусообразную и цилиндрические полости винта. В результате распределения азота охлаждение идет по всей длине винта и шпильки, что нарушает связь шпильки с деталью по всей длине. При дальнейшем завинчивании винта происходит вывинчивание шпильки.
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в том, что с ее помощью становится возможным извлечение из отверстий ответственных деталей труднообрабатываемых соединительных элементов, штифтов, болтов, винтов. Указанное обстоятельство базируется на использовании свойства жидкого азота охлаждать контактирующие с ним поверхности при его испарении. На основании этого свойства диаметр извлекаемой поврежденной делали (шпильки, винта и болта) уменьшается. В результате этого в резьбовом соединении образуется зазор, что, в свою очередь, приводит к уменьшению сил трения между шпилькой (винтом) и базовой деталью, причем жидкий азот, перешедший в газообразную форму, выходит наружу, по канавке, выполненной по длине боковой поверхности стержня болта. При этом исключается вероятность повреждения базовой детали, из которой извлекают сломанный резьбовой элемент.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет расширить область применения и повысить эффективность известных устройств и приспособлений для демонтажа поврежденных резьбовых изделий.
Источники информации
1. Семенов В.М. Нестандартный инструмент для разборочно-сборочных работ.- М.: Агропромиздат, 1975. - 303 с - С. 139-152.
2. Водолазская Н.В., Искрицкий В.М., Водолазская Е.Г. Сборка резьбовых соединений: проблемы и перспективы совершенствования технологии сборочных процессов: Монография. - Краматорск: ДГМА, 2014. - 192 с - С. 15-22.
3. RU 2716557 C1, В23Р 6/00 (2006.01), В23Р 19/06 (2006.01), В23Р 11/02 (2006.01), 12.03.2020.
4. SU 870049 A1, В23Р 19/06 (2000.01), 07.10.1981.
5. RU 2098255 C1, В23Р 19/06 (1995.01), 10.12.1997.