соединительный элемент с внутренним винтовым рельефом, способ изготовления соединительных элементов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Соединительный элемент с внутренним винтовым рельефом, содержащий корпус в виде шестигранной трубы со спиральными канавками на внутренней поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем выравнивания нагрузки по виткам резьбового соединения, внешняя поверхность соединительного элемента выполнена с винтовыми гофрами переменной высоты, максимальное значение которой расположено в средней части соединительного элемента, причем ось вершин гофров совпадает с осью вершин спиральных канавок на внутренней поверхности.

2. Способ изготовления соединительных элементов с внутренним винтовым рельефом, включающий нагрев полой заготовки до температуры горячей деформации, введение в полость заготовки в зафиксированном положении оправки с формообразующим рельефом, установленной с возможностью вращения и выдавливания внутреннего рельефа на заготовке при размещении последней в охватывающем ее по боковой поверхности устройстве, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем выравнивания нагрузки по виткам резьбового соединения, выдавливание внутреннего рельефа на заготовке на участках, примыкающих к ее торцам и составляющих до 0,09 - 0,15 ее длины, осуществляют при отсутствии зазоров между заготовкой и охватывающим ее устройством с формированием внутренних выступов по обе стороны спиральной канавки, а выдавливание внутреннего рельефа на остальной по длине части заготовки производят при наличии зазора, увеличенного до 0,5 - 1,0 высоты канавки рельефа, между заготовкой и охватывающим ее устройством, максимальное значение которого приходится на среднюю часть заготовки, формируя при этом гофры винтового рельефа на наружной поверхности заготовки.

3. Устройство для изготовления соединительных элементов с внутренним винтовым рельефом, содержащее формообразующие части, установленные с возможностью силового замыкания и выполненные с рельефом на рабочих поверхностях, образующих рабочее пространство в виде шестигранной призмы, а также оправку с винтовым формообразующим рельефом, установленную с возможностью вращения, отличающееся тем, что на каждой грани рабочей поверхности рельефа выполнено углубление, описанное частью цилиндрической поверхности, образующая которой ориентирована перпендикулярно ребрам рабочего пространства, при этом максимальная величина углубления расположена в средней зоне граней и составляет 0,027-0,075 диаметра вписанной окружности в основание контура указанного рабочего пространства, а его поверхность плавно сопряжена с поверхностями упомянутых граней на расстоянии от их торцов, равном 0,09-0,15 длины каждой грани.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов и обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве соединительных муфт и гаек для монтажа арматурой стали с винтовым профилем в процессе изготовления железобетонных изделий и конструкций.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем выравнивания нагрузки по виткам резьбового соединения.

На фиг. 1 изображена конструкция соединительного элемента; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (фрагмент соединительного элемента с винтовым гофром на его внешней поверхности); на фиг.3 - узел II на фиг.1 (фрагмент соединительного элемента с винтовыми выступами на внутренней спиральной канавке); на фиг.4 - устройство для осуществления способа; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.4; на фиг.6 - схема формирования изделия.

Соединительный элемент (фиг. 1) содержит корпус 1 в виде шестигранной трубы со спиральными канавками 2 на внутренней поверхности. На внешней поверхности корпуса 1 выполнены винтовые гофры 3 переменной высоты, максимальное значение которой расположено в средней части корпуса соединительного элемента, Ось вершин гофров 3 совпадает с осью вершин спиральных канавок 2. На концах корпуса соединительного элемента выполнено два винтовых выступа 4 переменной высоты, которые размещены по обе стороны внутренней спиральной канавки 2 в зоне 1-1,5 крайних витков. Максимальная высота винтовых выступов расположена на канавке крайнего витка.

За счет того, что ось вершин гофров 3 переменной высоты совпадает с осью вершин спиральных канавок 2 увеличивается площадь поперечного сечения соединительного элемента в зоне действия растягивающих нагрузок. А выполнение винтовых гофров 3 с максимальной высотой в средней части соединительного элемента позволяет снизить и выравнять растягивающие напряжения в зоне их максимального значения.

Наличие винтовых выступов 4 приводит к увеличению контактной поверхности зацепления арматурный стержень - соединительный элемент и за счет этого к выравниванию нагрузки по виткам резьбового соединения и предотвращению выдергивания стыкуемых стержней из-за среза резьбы.

Способ изготовления соединительных элементов с внутренним винтовым рельефом осуществляют путем нагрева полой заготовки до температуры горячей деформации, введения в полость заготовки в зафиксированном положении оправки с формообразующим рельефом, установленной с возможностью вращения, и выдавливание внутреннего рельефа на заготовке при размещении последней в охватывающем ее по боковой поверхности устройстве.

При этом выдавливание внутреннего рельефа на заготовке на участках, примыкающих к ее торцам и составляющих 0,09-0,15 ее длины, осуществляют при отсутствии зазоров между заготовкой и охватывающим ее устройством с формированием внутренних выступов по обе стороны от внутренней спиральной канавки, а выдавливание внутреннего рельефа на остальной по длине части заготовки производят при наличии зазора, увеличенного до 0,5-1,0 высоты спиральной канавки, между заготовкой и охватывающим ее устройством, максимальное значение которого приходится на среднюю часть заготовки, формируя при этом гофры винтового рельефа на наружной поверхности заготовки.

П р и м е р. Осуществляли выпуск опытной партии соединительных элементов для высокопрочной арматуры винтового профиля диаметром 18 мм. Заготовкой для соединительных элементов служили шестигранные трубы из стали 20 с размером "под ключ" 32 мм, с внутренним отверстием диаметром 18 мм.

Нагрев заготовок длиной, равной длине соединительного элемента, осуществляли в печи до температуры 1100^оС, затем их переносили в устройство и осуществляли формирование спиральных канавок на внутренней поверхности. Размер рабочего пространства, образованного двумя полуобоймами устройства в собранном виде, соответствовал размеру трубы в нагретом состоянии. Длина рабочего пространства соответствовала требуемой длине l соединительного элемента. На поверхности каждой грани рабочего пространства создавали дополнительное углубление (h") 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 мм, которое плавно сопрягалось с поверхностью грани на расстоянии l" от торцов, равном 11, 15, 19 мм.

Процесс формирования спиральных канавок осуществляли на токарно-винторезном станке при скорости вращения оправки 100 об/мин, подача суппорта с закрепленным устройством - 10 мм/об. Оправка диаметром 18 мм имела на поверхности три давящих выступа из сплава ВК-6, которые располагались по винтовой линии. После завершения процесса соединительные элементы извлекались из устройства и далее остывали на воздухе.

Параметры, используемые в способе, обеспечивают направленное течение металла при формировании рельефа на изделии, что способствует повышению эксплуатационной надежности получаемых изделий.

Устройство для изготовления соединительных элементов с внутренним винтовым рельефом содержит формообразующие части 5 и 6, связанные между собой с одной стороны шарниром 7 и снабженные замком 8. На каждой части выполнен рельеф, образующий при смыкании частей устройства рабочее пространство в виде шестигранной призмы. Устройство снабжено оправкой 9, установленной с возможностью вращения и имеющей формообразующий рельеф.

На поверхности каждой зоны рельефа рабочих поверхностей выполнено углубление 10 с поверхностью, описанной частью цилиндрической поверхности, образующая которой ориентирована перпендикулярно ребрам рабочего пространства. Максимальная величина углубления расположена в средней зоне граней и составляет 0,027-0,075 диаметра вписанной окружности в основание контура указанного рабочего пространства, а его поверхность плавно сопряжена с поверхностями упомянутых граней на расстоянии от их торцов, равном 0,09-0,15 длины каждой грани.

После размещения заготовки в рабочем пространстве устройства, установленного на суппорте токарного станка, осуществляется его движение в направлении вращающегося шпинделя с закрепленной в нем оправкой.

Последняя входит в заготовку и формирует на ней своим рельефом спиральные канавки.

Суппорт с устройством перемещается со скоростью, обеспечивающей получение шага винтовой канавки, соответствующего шагу pабочих элементов опpавки. В конце пpоцесса осуществляется pевеpс пpивода и извлечение опpавки из готового изделия.