клиновое соединение секций башни

Формула изобретения

Клиновое соединение секций башни, включающее клин, имеющее основание, которое выполнено из пластины, выполненную на одной из сторон основания первую рабочую поверхность для взаимодействия с поверхностью проушины одной соединяемой детали, расположенную с противоположной стороны основания на ее второй стороне вторую рабочую поверхность для взаимодействия с поверхностью проушины другой соединяемой детали, отличающееся тем, что первая рабочая поверхность образована имеющим в сечении сегментную форму клинообразным по длине стержнем, а основание клина выполнено в виде прямоугольника.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится преимущественно к клиновым соединениям полых трубчатых элементов конструкций машин, преимущественно секций башен башенных кранов. Оно также может быть использовано в машиностроении для соединения деталей, у которых возможна несоосность отверстий соединяемых проушин при их сборке, не создавая дополнительных напряжений в соединяемых частях металлоконструкции.

Известны клиновые соединения пространственных металлоконструкций, каждое из которых включает внутреннюю и внешнюю проушины элементов металлоконструкции, соединяемые друг с другом посредством клиньев, входящих в эти проушины [1-5].

К таким клиновым соединениям относятся, например, клиновое соединение с цилиндрическим клином [1], клиновое соединение с коническим клином [2], клиновое соединение с двумя коническими клиньями [3], клиновое соединение с двумя перекрещивающимися цилиндрическими клиньями, каждый из которых имеет конические пояски [4, 5].

Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому эффекту является клин для соединения деталей, включающий основание, которое выполнено из пластины, выполненную на одной из сторон основания первую рабочую поверхность для взаимодействия с поверхностью проушины одной соединяемой детали, расположенную с противоположной стороны основания на ее второй стороне вторую рабочую поверхность для взаимодействия с поверхностью проушины другой соединяемой детали [2].

Существенным недостатком всех известных клиновых соединений, применяемых для соединения деталей машин и элементов пространственных металлоконструкций, является то, что из-за погрешностей изготовления соединяемых деталей или частей пространственных металлоконструкций бывает трудно соединить детали или части пространственной металлоконструкции в нескольких местах соединения, поскольку отверстия проушин в таких случаях из-за упомянутых погрешностей оказываются несоосными. Сложность точного изготовления как самих клиньев, так и отверстий в проушинах, с которыми взаимодействуют данные клинья, приводит к погрешностям в клиновых соединениях частей машин, поскольку поверхности отверстий проушин и поверхности клиньев обрабатываются разными инструментами с множественным позиционированием обрабатываемых частей соединения. Дополнительные затраты для обеспечения необходимого точного сопряжения соединяемых частей, в частности поверхностей клина с поверхностями проушин, приводит к увеличению трудоемкости изготовления клиновых соединений.

Данное обстоятельство снижает эффективность процесса соединения и при этом отрицательно влияет на надежность соединяемых деталей и частей, поскольку при соединении, например, пространственных металлоконструкций, таких как секции башни башенного крана, в упомянутых условиях соединения клинья забивают в проушины дополнительными усилиями, направленными на обеспечение соосности отверстий проушин, что создает большие концентрации напряжений в соединениях, изгибающие нагрузки на элементах соединения, ведет к пластическим деформациям рабочих поверхностей проушин и клиньев и, как правило, к снижению надежности соединений. Следует заметить, что обеспечение надежности соединений секций башни башенного крана обеспечивает устойчивость башни крана, уменьшает вероятность его падения из-за появления зазоров в соединениях секций или из-за упомянутых деформаций элементов соединения, которые появляются в случаях, когда отверстия проушин соединений оказываются не соосными.

Решаемой и достигаемой целью настоящего изобретения является повышение эффективности и надежности клинового соединения и сопрягаемых поверхностей проушин при уменьшении трудозатрат на изготовление соединения. Другой целью изобретения является повышение точности изготовления клина.

Поставленная задача достигается тем, что в клиновом соединении секций башни, включающем клин, имеющий основание, которое выполнено из пластины, выполненную на одной из сторон основания первую рабочую поверхность для взаимодействия с поверхностью проушины одной соединяемой детали, расположенную с противоположной стороны основания на ее второй стороне вторую рабочую поверхность для взаимодействия с поверхностью проушины другой соединяемой детали, - первая рабочая поверхность образована имеющим в сечении сегментную форму клинообразным по длине стержнем, а основание клина выполнено в виде прямоугольника.

Клин соединения выполнен из имеющего в сечении сегментную форму клинообразного по длине стержня и клинообразного по длине основания.

На фиг.1 показано клиновое соединение секций башни; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - второе исполнение клина клинового соединения, выполненного из клинообразного основания и имеющего в сечении сегментную форму клинообразного по длине стержня.

Клин 1 (фиг.1) для соединения деталей включает скошенный стержень 2, имеющий в поперечном сечении форму сегмента, и нижнюю скошенную сторону, при этом стержень 2 прикреплен к пластине 3, которая имеет форму прямоугольника в одном варианте исполнения клина. Второе исполнение клина (фиг.3) предусматривает клинообразную форму пластины 3, являющейся по сути основанием клина.

Стержень 2 имеет в сечении закругленную рабочую поверхность 4 для взаимодействия с соответствующими поверхностями 5 (фиг.2) одной проушины 6 соединяемой детали 7. Пластина 3 имеет плоскую рабочую поверхность 8 для взаимодействия с соответствующими поверхностями 9 отверстий проушины 10 другой соединяемой детали 11.

В представленном примере реализации изобретения (в соединении секций башни башенного крана) ширина h отверстия проушины 10 (фиг.3) больше ширины Н стержня 2 клина, при этом ширина проушины 6 больше толщины s пластины 3.

Работает клин на примере соединения секций башни башенного крана следующим образом. После совмещения отверстий проушин 6 и 10 (фиг.1) клин 1 сначала вводят в проушину 10 и перемещают в ней, после чего клин 1 перемещают в проушину 6, в которой клин 1 центрируется. В случае, если оси отверстий проушин 6 и 10 не совмещены, клин 1 незначительно поворачивают в отверстии проушины 10 относительно центральной оси проушины 6 в горизонтальной плоскости и вводят передний конец клина 1 в отверстие проушины 6, в которой затем клин центрируется. Указанный поворот клина в проушине 10 возможен благодаря тому, что проушина 10 имеет размеры больше размеров клина 1. Это обеспечивает возможность введения клина в проушину 6 без дополнительных ударных усилий, исключить забивку клина 4 в проушины соединения не регламентированными условиями безопасности ударами и исключить опасные ударные нагрузки на соединяемых деталях. В условиях обеспечения повышенной надежности соединений деталей, например поясов секций башни башенного крана, являющегося машиной повышенной опасности, исключение ударных нагрузок на соединяемых поясах башни является актуальной задачей, которую решает данное изобретение.

Источники информации

1. SU 341746, 14.06.1972.

2. SU 887440, 07.12.1981 (прототип).

3. SU 1079600, 15.03.1984.

4. ЕР 0530114 В1, 31.01.1996.

5. SU 935454, 15.06.1982.