RU2001117762A - Конструкция и способ соединения множества стальных элементов с использованием кольцевых шпонок - Google Patents

Claims (7)

1. Конструкция для соединения множества стальных элементов с использованием кольцевых шпонок, содержащая по меньшей мере, один первый стальной элемент и, по меньшей мере, один второй стальной элемент, сложенные внахлёстку, первый стальной элемент и второй стальной элемент, соответственно, имеют, по меньшей мере, отверстие под болт и, по меньшей мере, кольцевую канавку, отверстие под болт выполнено через каждый первый стальной элемент и каждый второй стальной элемент, кольцевая канавка выполнена на каждой контактной поверхности первого стального элемента и второго стального элемента, первый стальной элемент и второй стальной элемент соединены вместе с помощью, по меньшей мере, одного болта, вставленного через отверстие под болт и затянутого гайкой, при этом отверстие под болт имеет первый зазор, кольцевая канавка одного из элементов, первого стального элемента и второго стального элемента, имеет второй зазор, меньший, чем первый зазор, и, по меньшей мере, одну кольцевую шпонку, вставленную в кольцевую канавку обоих элементов, первого стального элемента и второго стального элемента, для предотвращения сдвига между первым стальным элементом и вторым стальным элементом вместе с болтом и гайкой, причем второй зазор допускает деформацию или смещение первого стального элемента и второго стального элемента против стягивающей силы, создаваемой с помощью болта и гайки, до тех пор пока они не достигают заданного предела, и второй зазор допускает, чтобы поперечная сила, обусловленная деформацией или смещением после достижения ими заданного предела, действовала на кольцевую шпонку, при этом болт входит в контакт с боковой стенкой отверстия под болт при достижении заданного предела, а деформация или смещение возникают из-за изменения температуры, наличия статической нагрузки, вибрации, землетрясения, динамической нагрузки и т.д., при этом центральная поверхность боковой стенки кольцевой шпонки располагается на поверхности боковой стенки кольцевой шпонки, причем центральная поверхность боковой стенки входит в контакт, по меньшей мере, с частью боковой стенки каждого из элементов, первого стального элемента и второго стального элемента, выше и ниже от контактных поверхностей первого стального элемента и второго стального элемента для того, чтобы реальная поперечная сила воздействовала на кольцевую шпонку, когда на втором зазоре происходит контакт из-за деформации или смещения.

2. Конструкция по п. 1, в которой второй зазор образован за счет выполнения кольцевой канавки первого стального элемента более широкой, чем кольцевая канавка второго стального элемента, где первый стальной элемент является основным элементом, на который накладывается второй стальной элемент, и для предотвращения отделения кольцевой шпонки во время наложения и сборки выполняется одно из следующих действий: вставление с усилием части кольцевой шпонки в кольцевую канавку второго стального элемента; выполнение выступа, препятствующего отделению, на поверхности внешней стенки кольцевой шпонки, вклеивание кольцевой шпонки в кольцевую канавку второго стального элемента с помощью клея, намагничивание кольцевой шпонки и выполнение резьбы на поверхности одной боковой стенки кольцевой шпонки и кольцевой канавке второго стального элемента.

3. Конструкция по п. 1, в которой на кольцевой шпонке от центральной поверхности боковой стенки выполнена, по меньшей мере, одна из следующих поверхностей: поверхность, изогнутая в виде дуги, наклонная поверхность и фаска, так что остальная часть кольцевой шпонки может быть захвачена и с усилием вставлена в кольцевую канавку первого стального элемента с легкостью при смещении первого стального элемента и второго стального элемента относительно друг друга и подвод к положению, в котором первый стальной элемент и второй стальной элемент наложены друг на друга.

4. Конструкция по п. 1, в которой кольцевая канавка первого стального элемента и второго стального элемента выполнена концентрической с отверстием под болт, причем отверстие под болт и концентрическая кольцевая канавка выполнены с помощью инструмента для одновременной работы, имеющего одну режущую кромку для выполнения отверстий под болт и другую режущую кромку для выполнения кольцевой канавки концентричными друг другу, кольцевая канавка и кольцевая шпонка, соответственно, имеют по периферии одну из следующих форм: многоугольник и круг, по периферии кольцевая шпонка может быть открытого типа или замкнутого типа, кольцевая шпонка из-за ее сопротивления сдвигу увеличивает эффективную площадь сечения за счет уменьшения числа сборочных болтов, по сравнению с обычным способом фрикционного соединения, благодаря чему допускается увеличение первого зазора отверстия под болт и толщины первого стального элемента и второго стального элемента, а кольцевая шпонка подвергается антикоррозионной обработке и выполняется так, чтобы она содержала материал, пригодный для проведения неразрушающего контроля.

5. Конструкция для соединения множества стальных элементов с использованием кольцевых шпонок, содержащая по меньшей мере, один первый стальной элемент и, по меньшей мере, один второй стальной элемент, сложенные внахлёстку, первый стальной элемент и второй стальной элемент, соответственно, имеют, по меньшей мере, отверстие под болт и, по меньшей мере, кольцевую канавку, причем отверстие под болт выполнено в каждом из элементов, первом стальном элементе и втором стальном элементе, кольцевая канавка выполнена на каждой из контактных поверхностей первого стального элемента и второго стального элемента, первый стальной элемент и второй стальной элемент соединены вместе с помощью, по меньшей мере, одного болта, вставленного через отверстие под болт и затянутого гайкой, и, по меньшей мере, одну кольцевую шпонку, вставленную в кольцевые канавки обоих элементов, первого стального элемента и второго стального элемента, для предотвращения сдвига между первым стальным элементом и вторым стальным элементом вместе с болтом и гайкой, причем на обоих углах верхнего торца кольцевой шпонки в сечении выполнены направляющие поверхности для вставки, так что кольцевая шпонка может легко вставляться в кольцевую канавку первого стального элемента, даже если почти отсутствует зазор, в случае, где почти отсутствует деформация или смещение первого стального элемента и второго стального элемента из-за изменения температуры, вибрации, землетрясении, динамической нагрузки и т.д., за исключением статической нагрузки.

6. Способ соединения множества стальных элементов с использованием кольцевых шпонок, содержащий этапы: (1) выполнение отверстий под болты, соответственно, во множестве первых стальных элементов и множестве вторых стальных элементов, которые соединяются внахлестку и вместе собираются, (2) выполнение, по меньшей мере, одной кольцевой канавки на каждой из контактных поверхностей первых стальных элементов и вторых стальных элементов, накладываемых друг на друга, причем кольцевая канавка вторых стальных элементов имеет размер, обеспечивающий плотную посадку части кольцевой шпонки, а кольцевая канавка первого стального элемента имеет размер, обеспечивающий посадку кольцевой шпонки со вторым зазором, (3) вставка с усилием и фиксация части кольцевой шпонки в кольцевой канавке второго стального элемента, (4) вставка и затем удерживание остальной части кольцевой шпонки в кольцевой канавке первого стального элемента путем относительного перемещения и подвода первого стального элемента и второго стального элемента к положению, в котором первый стальной элемент и второй стальной элемент соединены внахлестку, тем самым совмещая первый стальной элемент и второй стальной элемент, (5) вставка каждого болта в каждое отверстие под болт первого стального элемента и второго стального элемента и (6) затягивание каждого болта, вставленного в каждое отверстие под болт первого стального элемента и второго стального элемента с помощью гайки, так что кольцевая шпонка полностью вставляется и находится в кольцевых канавках первого стального элемента и второго стального элемента под силовым воздействием, тем самым завершается соединение первого стального элемента и второго стального элемента с помощью болта, гайки и кольцевой шпонки.

7. Способ по п. 6, в котором перед тем, как полностью затягивается каждая гайка, упомянутый способ дополнительно включает этап точного совмещения отверстий под болты первого стального элемента и второго стального элемента путем бокового смещения одного из элементов, первого стального элемента и второго стального элемента, так чтобы второй зазор на внутренней стенке и на внешней стенке кольцевой шпонки могли стать равными друг другу, когда кольцевые канавки первого стального элемента и второго стального элемента имеют одну и ту же центральную линию, причем, по меньшей мере, одну из следующих поверхностей: поверхность, изогнутую в виде дуги, наклонную поверхность и фаску, выполняют вблизи обоих торцов кольцевой шпонки за исключением центральной поверхности боковой стенки, так что остальная часть кольцевой шпонки может быть захвачена и с усилием вставлена в кольцевую канавку первого стального элемента с легкостью на этапах 3, 4 и 6, причем кольцевая шпонка направляется, чтобы она вошла в кольцевую канавку первого стального элемента почти без зазора, с помощью направляющих поверхностей для вставки, выполненных на обоих углах верхнего торца кольцевой шпонки на этапах 4 и 6, при этом кольцевая канавка первого стального элемента не имеет второго зазора в случае, когда почти отсутствует деформация или смещение первого стального элемента и второго стального элемента из-за изменения температуры, вибрации, землетрясения, и т.д., за исключением статической нагрузки, причем кольцевую канавку выполняют круговой и концентрической с отверстием под болт, отверстие под болт и концентрическая кольцевая канавка выполнены с помощью инструмента для одновременной работы, имеющего режущую кромку для выполнения отверстий под болт и другую режущую кромку для выполнения канавок, концентрическими друг с другом, и причем кольцевая шпонка обеспечивает увеличение эффективной площади сечения за счет уменьшения числа сборочных болтов, благодаря ее сопротивлению сдвигу, вследствие чего увеличивается первый зазор в отверстии под болт и толщина первого стального элемента и второго стального элемента.