болт
Классы МПК: | F16B35/02 составные по длине |
Автор(ы): | Федоров В.Д., Вережанский В.Ю., Барканов Б.П. |
Патентообладатель(и): | Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики, Министерство Российской Федерации по атомной энергии |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-05-22 публикация патента:
27.10.2001 |
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве датчика момента отвинчивания болта. Болт, устанавливаемый в резьбовое отверстие, содержит удлиненный полый стержень (1) с резьбой на одном конце и дополнительный элемент (2) в виде стержня с резьбой на другом конце. Внутренняя поверхность стержня (1), концентричная наружной резьбе, выполнена с большим и меньшим диаметрами и поверхность с меньшим диаметром выходит на его торец, выполненный в виде части храпового соединения, передающей вращательное движение от удлиненного полого стержня к дополнительному элементу при завинчивании болта, а поверхность, расположенная между поверхностями внутренней полости, выполнена в виде части храпового соединения, передающей вращательное движение от удлиненного полого стержня к дополнительному элементу при отвинчивании болта. Дополнительный элемент входит в удлиненный полый стержень таким образом, что его резьба является продолжением резьбы стержня (1) при взаимодействии частей храпового соединения на наружном торце удлиненного полого стержня и на дополнительном элементе. Другой конец дополнительного элемента выполнен в виде ступенчатого стержня, взаимодействующего боковыми поверхностями со ступенчатой поверхностью стержня (1). Изобретение расширяет технические возможности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Болт, устанавливаемый в резьбовое отверстие, содержащий удлиненный полый стержень, на одном конце которого выполнена резьба, и дополнительный элемент, выполненный в виде стержня, на одном конце которого также выполнена резьба, отличающийся тем, что внутренняя поверхность удлиненного полого стержня, концентричная наружной резьбе, выполнена ступенчатой с большим и меньшим диаметрами, причем поверхность с меньшим диаметром выходит на его торец, а поверхность, расположенная между поверхностями внутренней полости с большим и меньшим диаметрами, выполнена в виде части храпового соединения, передающей вращательное движение от удлиненного полого стержня к дополнительному элементу при отвинчивании болта, а торец удлиненного полого стержня выполнен в виде части храпового соединения, передающей вращательное движение от удлиненного полого стержня к дополнительному элементу при завинчивании болта, дополнительный элемент входит в удлиненный полый стержень таким образом, что его резьба является продолжением резьбы удлиненного полого стержня при взаимодействии частей храпового соединения на наружном торце удлиненного полого стержня и на дополнительном элементе, причем другой конец дополнительного элемента выполнен в виде ступенчатого стержня, установленного с возможностью взаимодействия его боковых поверхностей со ступенчатой поверхностью удлиненного полого стержня, а поверхность, расположенная между поверхностями дополнительного элемента с большим и меньшим диаметрами, выполнена в виде ответной части храпового соединения, взаимодействующей с частью храпового соединения, выполненной на поверхности, расположенной между поверхностями с большим и меньшим диаметрами удлиненного полого стержня при отвинчивании, при этом углы подъема выступов обоих храповых соединений выполнены одинаковыми и удовлетворяют условию![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/945.gif)
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/8773.gif)
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/945.gif)
где
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/945.gif)
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/945.gif)
при этом углы подъема выступов храпового соединения и подъема резьбы совпадают по направлению, а высота выступов храпового соединения и шаг резьбы удовлетворяют соотношению
Z
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/8773.gif)
где Z - высота выступа храпового соединения;
n - количество заходов храпового соединения;
t - шаг резьбы болта. 2. Болт, установленный в отверстие, отличающийся тем, что дополнительный элемент выполнен в виде полого стержня.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено в качестве датчика момента, или угла отвинчивания, или определенной величины вывинчивания болта из отверстия, или охранного устройства для защиты от несанкционированного вскрытия охраняемых объектов. Известен "Болт, устанавливаемый в глухое отверстие" (патент США N 3861268, F 16 B 21/00). Болт содержит удлиненный стержень, на одном конце которого выполнена резьба, а на втором конце прорезь. В прорези соосно стержню установлен желоб, в котором в осевом направлении может перемещаться полусферический направляющий шарнирный элемент. Однако резьбовая часть известного болта является целостной и не может увеличивать свою длину, а полусферический направляющий шарнирный элемент хоть и является подвижным, однако располагается внутри объема стержня болта, не выходит за его габариты и не взаимодействует с резьбой ответной детали. Известно также "Усовершенствование винтов, шурупов и болтов" (заявка Великобритании N 562733, F 16 B 35/00, 13.07.1944 г.). Усовершенствование заключается в том, что болт, устанавливаемый в резьбовое отверстие, содержит удлиненный полый стержень, на одном конце которого выполнена резьба, и дополнительный элемент, на одном конце которого также выполнена резьба. При этом стык, по которому соединяются резьбовые части удлиненного полого стержня и дополнительного элемента в единую резьбовую поверхность, выполнен в виде плоского сечения. Дополнительный элемент проходит по оси болта вдоль всего удлиненного полого стержня и, выходя за его пределы, ограничивается от возможных перемещений по оси болта с одной стороны своей резьбовой частью, а с другой стороны - головкой. При этом для завинчивания болта в отверстие необходимо прикладывать усилие завинчивания и к головке удлиненного полого стержня, и к головке дополнительного элемента одновременно. Однако удлинить свой размер при отвинчивании болт не может. Поскольку при отвинчивании болта за обе головки удлиненного полого стержня и дополнительного элемента, он просто начнет вывинчиваться из отверстия полностью, а при отвинчивании за одну из головок болт будет контриться в отверстии. Известное "Усовершенствование винтов, шурупов и болтов" принято в качестве прототипа (заявка Великобритании N 562733, F 16 B 35/00, 13.07.44 г. ). В некоторых областях техники стоит задача увеличения длины болта в габаритах стандартного болта, со стандартными приемами работы при его установке-снятии, пользуясь при этом стандартным инструментом, для создания охранного устройства повышенной надежности, или датчика момента или величины отвинчивания болта. Решение этой задачи достигается тем, что предлагаемый болт, устанавливаемый в резьбовое отверстие, содержащий удлиненный полый стержень, на одном конце которого выполнена резьба и установлен дополнительный элемент, выполненный в виде стержня, на одном конце которого также выполнена резьба, отличающийся тем, что внутренняя поверхность удлиненного полого стержня, концентричная наружной резьбе, выполнена ступенчатой с большим и меньшим диаметрами, причем поверхность с меньшим диаметром выходит на его торец, а поверхность, расположенная между поверхностями внутренней полости с большим и меньшим диаметрами, выполнена в виде части храпового соединения, передающего вращательное движение от удлиненного полого стержня к дополнительному элементу при отвинчивании болта, а торец удлиненного полого стержня выполнен в виде части храпового соединения, передающего вращательное движение от удлиненного полого стержня к дополнительному элементу при завинчивании болта, дополнительный элемент установлен в удлиненный полый стержень таким образом, что его резьба является продолжением резьбы удлиненного полого стержня при взаимодействии частей храпового соединения на наружном торце удлиненного полого стержня и на дополнительном элементе, причем другой конец дополнительного элемента выполнен в виде ступенчатого стержня, установленного с возможностью взаимодействия его боковых поверхностей со ступенчатой поверхностью внутренней полости удлиненного полого стержня, а поверхность, расположенная между поверхностями дополнительного элемента с большим и меньшим диаметрами, выполнена в виде ответной части храпового соединения, взаимодействующего с частью храпового соединения, выполненной на поверхности, расположенной между поверхностями с большим и меньшим диаметрами удлиненного полого стержня при отвинчивании, при этом углы подъема выступов обоих храповых соединений выполнены одинаковыми и удовлетворяют условию:![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175414/2175414-2t.gif)
где
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175414/2175414-3t.gif)
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175414/2175414-4t.gif)
при этом углы подъема выступов храпового соединения и подъема резьбы совпадают по направлению, а высота выступов храпового соединения и шаг резьбы удовлетворяют соотношению:
Z
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/8773.gif)
где Z - высота выступов храпового соединения;
t - шаг резьбы болта;
n - количество заходов храпового соединения. Часть стыка храпового соединения, относящаяся к удлиненному полому стержню, являющегося ведущей деталью в обоих рассматриваемых стыках, предшествует по направлению, совпадающему с направлением поступательного движения болта, части храпового соединения, относящейся к дополнительному элементу, являющемуся ведомой деталью, при этом величина h, на которую удлиняется болт при отвинчивании, связана с количеством его полных оборотов от исходного положения после полного завинчивания до размера h и величиной угла разворота храповых стыков X1 и X2 друг относительно друга, для обеспечения их совпадения при отвинчивании болта, после достижения им расчетного удлинения, условием:
tg
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/945.gif)
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175087/969.gif)
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175011/946.gif)
где
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175013/945.gif)
h - величина удлинения болта;
t - шаг резьбы болта;
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175087/969.gif)
R - наружный радиус резьбы болта;
![болт, патент № 2175414](/images/patents/296/2175011/946.gif)
- разделение резьбовой части болта на две части таким образом, что конец резьбы одной части является началом резьбы другой части;
- деление резьбы производится при помощи храпового или другого соединения, способного передавать моменты завинчивания и отвинчивания;
- при этом следует учитывать, что геометрические характеристики резьбы и моментного соединения должны быть согласованы как по углу подъема резьбы и храповых выступов, так и по высоте храповых выступов и величине шага резьбы (в зависимости от количества заходов храпового соединения);
- углы подъема храповых выступов и резьбы имеют одно направление подъема;
- обе резьбовые детали болта завинчиваются в одно резьбовое отверстие, располагаясь одна над другой; при этом часть храпового соединения - деталь - 1 (ведущая деталь болта в обоих храповых соединениях) предшествует, по направлению движения болта, части храпового соединения детали - 2 (ведомой детали болта), а также условия, заявленные в формуле. Благодаря этому мы получаем возможность в габаритах отдельной резьбовой детали создать механизм, состоящий из двух деталей и позволяющий при простой, стандартной операции отвинчивания получить их взаимное перемещение за счет взаимодействия с резьбой ответной детали. Использовать данный механизм можно как в качестве датчика момента или величины отвинчивания болта, так и в качестве охранного устройства с повышенной надежностью. Изготовлен макет изобретения, проверена его работоспособность.
Класс F16B35/02 составные по длине
узел крепления и способ крепления сборочных единиц - патент 2442910 (20.02.2012) | ![]() |
способ изготовления длинномерного сборного винта - патент 2442030 (10.02.2012) | |
крепежный элемент - патент 2362057 (20.07.2009) | ![]() |
винт-демпфер - патент 2235224 (27.08.2004) | |
дистанционирующий элемент для закрепления предмета на стене, имеющей слой изоляции - патент 2230235 (10.06.2004) | |
болт с фасонной головкой - патент 2170860 (20.07.2001) | |
фланцевый болт с фасонной головкой - патент 2168077 (27.05.2001) | |
фланцевый болт с фасонной головкой - патент 2168076 (27.05.2001) | |
винт-фиксатор - патент 2159366 (20.11.2000) |