close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10853

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
E 04B 1/58
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННОГО
КАРКАСА ИЗ ПОЛЫХ СТЕРЖНЕЙ
(21) Номер заявки: a 20060352
(22) 2006.04.17
(43) 2007.12.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Брестский государственный технический университет" (BY)
(72) Авторы: Драган Вячеслав Игнатьевич; Пчелин Вячеслав Николаевич;
Шалобыта Николай Николаевич;
Левчук Александра Александровна
(BY)
BY 10853 C1 2008.06.30
BY (11) 10853
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Брестский государственный
технический университет" (BY)
(56) BY 2489 U, 2006.
BY 2370 U, 2005.
BY 2550 U, 2006.
UA 44976 A, 2002.
RU 2063499 C1, 1996.
GB 2002482 A, 1979.
DE 3620619 A1, 1987.
(57)
Узел соединения элементов пространственного каркаса из полых стержней, оголовки
которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками, содержащий узловой
элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара крепежные болты с шайбами, и располагаемые между шаром и оголовками стержней стопорные гайки, отличающийся тем, что каждый из оголовков стержней
снабжен дополнительной гайкой в виде втулки с наружной винтовой резьбой, взаимодействующей с резьбой гайки, и с внутренней винтовой резьбой, взаимодействующей с резьбой соответствующего крепежного болта, каждая из стопорных гаек навинчена на соответствующую втулку, которая выполнена со скосами под гаечный ключ, а обращенные к
шару торцы втулок выполнены со сферической поверхностью, соответствующей наружной поверхности шара, причем крепежные болты снабжены упорами, ограничивающими
Фиг. 1
BY 10853 C1 2008.06.30
осевое перемещение и предотвращающими вращение крепежных болтов, а винтовая резьба крепежных болтов, гаек и втулок выполнена с одинаковым шагом, причем длины каждого из стержней и каждой из втулок определены из выражений:
lc = L - Dш - 2(lб + δ + bск + δсг),
1
l в = (L − l с − D ш ) + δ г + l min ,
2
где lc - длина полого стержня с кольцевыми упорами;
L - расстояние между смежными узлами пространственного каркаса;
Dш - диаметр полого шара;
lб - длина выступающего за пределы шара участка болта;
δ - монтажный зазор между болтом и втулкой;
bск - ширина скосов втулок под гаечный ключ;
δсг - толщина стопорной гайки;
lв - длина втулки;
δг - толщина гайки;
lmin - минимально допустимая величина выхода болта из гайки.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении
пространственных стержневых конструкций.
Известен узел соединения элементов пространственного каркаса из полых стержней,
содержащий крепежные болты со стопорными гайками и узловой элемент в виде шара с
отверстиями, выполненными с внутренней резьбой под болты, монтированные в оголовках стержней с возможностью вращения и осевого перемещения [1].
Недостатком данного узла является необходимость высокой точности изготовления
узлового элемента и сборки пространственных конструкций. Кроме того, узел обладает
большой материалоемкостью вследствие изготовления узлового элемента сплошным.
Известен также узел соединения элементов пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками, содержащий узловой элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара с возможностью вкручивания в гайки крепежные болты с
шайбами и расположенные между шаром и оголовками стержней стопорные гайки [2].
Выполнение шара полым позволяет снизить материалоемкость узлового элемента.
Кроме того, благодаря пропуску болтов через отверстия в стенках шара с возможностью поворота на небольшой угол относительно продольной оси за счет выполнения отверстий с диаметром, превышающим диаметр болтов, появляется возможность снижения
точности изготовления узлового элемента и сборки пространственных конструкций.
Однако известный узел характеризуется повышенными трудозатратами на его сборку,
связанными с необходимостью многократного стопорения стопорных гаек относительно
друг друга и болтов при вкручивании последних в гайки стержней.
Кроме того, при установке стержней болты первоначально втапливаются в полость
шара, что приводит к необходимости увеличения диаметра шара, т.е. к увеличению его
материалоемкости.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в том, чтобы снизить трудоемкость сборки узла и его материалоемкость.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном узле соединения элементов пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками, содержащем узловой элемент в виде полого
шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара крепежные болты с шайбами, и расположенные между шаром и оголовками стержней стопорные гайки, каждый из оголовков стержней снабжен дополнительной гайкой в виде
2
BY 10853 C1 2008.06.30
втулки с наружной винтовой резьбой, взаимодействующей с резьбой гайки, и с внутренней винтовой резьбой, взаимодействующей с резьбой соответствующего крепежного болта, каждая из стопорных гаек навинчена на соответствующую втулку, которая выполнена
со скосами под гаечный ключ, а обращенные к шару торцы втулок выполнены со сферической поверхностью, соответствующей наружной поверхности шара, причем крепежные
болты снабжены упорами, ограничивающими осевое перемещение и предотвращающими
вращение крепежных болтов, а винтовая резьба крепежных болтов, гаек и втулок выполнена с одинаковым шагом. Причем длины каждого из стержней и каждой из втулок определены из выражений:
lc = L - Dш - 2(lб + δ + bск + δсг),
1
l в = (L − l с − D ш ) + δ г + l min ,
2
где lc - длина полого стержня;
L - расстояние между смежными узлами пространственного каркаса;
Dш - диаметр полого шара;
lб - длина выступающего за пределы шара участка болта;
δ - монтажный зазор между болтом и втулкой;
bск - ширина скосов втулок под гаечный ключ;
δсг - толщина стопорной гайки;
lв - длина втулки;
δг - толщина гайки;
lmin - минимально допустимая величина выхода болта из гайки.
Благодаря снабжению оголовков стержней дополнительными гайками в виде втулок с
наружной и внутренней винтовой резьбой, взаимодействующими с резьбой гаек и крепежных болтов соответственно, и выполнению каждой из втулок со скосами под гаечный
ключ крепление стержней в узле производится путем накручивания втулок на крепежные
болты, что снижает трудоемкость сборки узла.
Кроме того, отпадает необходимость втапливания крепежных болтов в полость шара
при установке стержней вследствие снабжения болтов упорами, что позволяет уменьшить
диаметр полого шара и тем самым его материалоемкость.
Выполнение же резьбы крепежных болтов, втулок и гаек с одинаковым шагом и назначение длин каждого из стержней и каждой из втулок из выражений
1
lc = L - Dш - 2(lб + δ + b ск + δсг ) и lв = (L − lс − Dш ) + δг + l min
2
соответственно обеспечивают работоспособность узла, т.е. его нормальную сборку и возможность передачи нагрузок от стержней на шар, чему способствует также выполнение
обращенного к шару торца каждой из втулок со сферической поверхностью, соответствующей наружной поверхности шара.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен узел в момент заведения
стержня между смежными узлами, разрез; на фиг. 2 - то же после окончательного закрепления стержня в узле. Обозначения: 1 - полый стержень; 2 - полый шар; 3 - крепежные
болты; 4 - шайбы; 5 - отверстия; 6 - стенки шара; 7 - оголовок стержня; 8 - полость стержня; 9 - гайка; 10 - втулка; 11 - винтовая резьба втулки; 12 - торец втулки; 13 - скосы;
14 - стопорная гайка; 15 - П-образные упоры; 16 - зазор.
Узел соединения полых стержней 1 пространственного каркаса содержит узловой элемент в виде шара 2 и крепежные болты 3 с внутренними шайбами 4 (фиг. 1, 2). Шар 2 выполнен полым с отверстиями 5 в его стенках 6. Оголовки 7 стержней 1 снабжены жестко
установленными в их полостях 8 гайками 9 и дополнительными гайками в виде втулок 10
с наружной и внутренней винтовой резьбой 11.
Каждая из втулок 10 ввинчена в соответствующую гайку 9 с возможностью взаимодействия наружной резьбы 11 втулки 10 с резьбой соответствующей гайки 9.
3
BY 10853 C1 2008.06.30
Крепежные болты 3 пропущены со стороны полости шара 2 с возможностью вкручивания во втулки 10, т.е. с возможностью взаимодействия внутренней резьбы 11 втулок 10
и резьбы крепежных болтов 3.
Шайбы 4 установлены между головками крепежных болтов 3 и шаром 2 и выполнены
с обращенной к шару 2 сферической поверхностью, соответствующей внутренней поверхности шара 2.
Обращенный к шару 2 торец 12 каждой из втулок 10 выполнен со сферической поверхностью, соответствующей наружной поверхности шара 2.
Втулки 10 выполнены со скосами 13 под гаечный ключ и снабжены навинченными на
них стопорными гайками 14, расположенными между шаром 2 и гайками 9.
Каждый из крепежных болтов 3 снабжен П-образными упорами 15, ограничивающими
осевое перемещение и предотвращающими вращение крепежных болтов 3, однако последние должны иметь возможность поворачивания на небольшой угол (3…10°) относительно продольной оси.
Длина каждого из стержней 1 вдоль оси определена из выражения:
(1)
lc = L - Dш - 2(lб + δ + bск + δсг),
где lc - длина полого стержня 1;
L - расстояние между смежными узлами пространственного каркаса;
Dш - диаметр полого шара 2;
lб - длина выступающего за пределы шара 2 участка болта 3;
δ - монтажный зазор 16 между крепежным болтом 3 и втулкой (принимается 2…5 мм);
bск - ширина скосов 13 втулок 10 под гаечный ключ;
δсг - толщина стопорной гайки 14;
Длина каждой из втулок 10 вдоль оси определена из выражения:
1
l в = (L − l с − D ш ) + δ г + l min ,
2
где lв - длина втулки 10;
δг - толщина гайки 9;
lmin - минимально допустимая величина выхода втулки 10 из гайки 9 (2…3 витка резьбы).
Выражение (1) определяет возможность установки стержня 1 между шарами 2 смежных узлов при сборке последних.
При несоблюдении выражения (2) не будет обеспечено проектное расстояние между
узлами или возможность передачи нагрузок от стержней 1 на шар 2 через втулки 10, т.е.
работоспособность узла.
Винтовая резьба крепежных болтов 3, гаек 9 и втулок 10 выполнена с одинаковым шагом.
Сборка узла соединения полых стержней 1 пространственного каркаса производится в
следующем порядке.
При установке каждого из стержней 1 последний заводится между крепежными болтами 3 шаров 2 смежных узлов с максимально ввинченными в полость 8 стержня 1 втулками 10 до опирания стопорных гаек 14 в гайки 9 (фиг. 1).
Затем производят вывинчивание втулки 10 из гайки 9 до выборки зазора 16, при этом
крепежный болт 3 благодаря возможности поворота на небольшой угол относительно
продольной оси ориентируется вдоль продольной оси втулки 10.
Вращение втулок 10 производится посредством гаечных ключей, одеваемых на скосы
13 втулок 10.
При дальнейшем вывинчивании втулки 10 из гайки 9 происходит одновременное накручивание втулки 10 на крепежный болт 3, при этом благодаря выполнению винтовой
резьбы крепежных болтов 3, гаек 9 и втулок 10 с одинаковым шагом шар 2 и стержни 1
остаются на месте, т.е. обеспечивается неизменное расстояние между узлами.
4
BY 10853 C1 2008.06.30
Накручивание втулки 10 на крепежный болт 3 производят до упора ее торца 12 в шар 2
и выборки всех зазоров, т.е. с выполнением затяжки втулки 10 (фиг. 2).
На заключительном этапе производят стопорение втулки 10 относительно гайки 9 путем затягивания стопорной гайки 14 (фиг. 2), что улучшает работу пространственной конструкции на динамические нагрузки.
Аналогично устанавливаются между смежными узлами остальные стержни. Благодаря
снабжению оголовков 7 стержней 1 дополнительными гайками в виде втулок 10 с наружной и внутренней винтовой резьбой 11, взаимодействующими с резьбой гаек 9 и крепежных болтов 3 соответственно, и выполнению каждой из втулок 10 со скосами 13 под гаечный ключ крепление стержней 1 в узле производится путем накручивания втулок 10 на
крепежные болты 3, что снижает трудоемкость сборки узла, так как отпадает необходимость, по сравнению с прототипом, многократного стопорения стопорных гаек 14 относительно друг друга и крепежных болтов 3 при вкручивании последних в гайки 9 стержней 1.
Кроме того, отпадает необходимость втапливания крепежных болтов 3 в полость шара 2
при установке стержней 1 вследствие снабжения крепежных болтов 3 П-образнами упорами 15, что позволяет уменьшить диаметр полого шара 2 и тем самым его материалоемкость.
Выполнение же резьбы крепежных болтов 3, втулок 10 и гаек 9 с одинаковым шагом и
назначение длин каждого из стержней 1 и каждой из втулок 10 из выражений (1) и (2) соответственно обеспечивают работоспособность узла, т.е. его нормальную сборку и возможность передачи нагрузок от стержней 1 на шар 2, чему способствует также выполнение обращенного к шару 2 торца 12 каждой из втулок 10 со сферической поверхностью,
соответствующей наружной поверхности шара 2.
Источники информации:
1. Трушев А.Г. Пространственные металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1983. С. 117, рис. ХI.14 а, б.
2. Патент РБ 2489 U, МПК Е 04 В 1/58, 2006.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
105 Кб
Теги
by10853, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа