RU2202726C1

RU2202726C1 - Fast-demountable collet joint

Info

Publication number: RU2202726C1
Application number: RU2001120101/06A
Authority: RU
Inventors: С.Г. Ильченко
Original assignee: Открытое акционерное общество Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2003-04-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: joint include collet with slits. One slit is through slit. Double start cone is made on outer surface of collet, on its free end. Bearing cone and protrusion are made on internal surface of collet. Bearing cone and protrusion interact with cone and recess. Rod includes fixing cone. EFFECT: increased reliability of joint. 3 dwg

Description

Изобретение относится к быстроразъемным соединениям и может быть использовано в области машиностроения. The invention relates to quick couplings and can be used in the field of engineering.

Известно соединительное устройство, включающее фланцевую втулку с входным и фиксирующим конусами и расположенный внутри нее палец (см. а.с. N 438813, кл. F 16 В 2/20). A connecting device is known, including a flange sleeve with an input and fixing cones and a finger located inside it (see as.with. N 438813, class F 16 V 2/20).

Недостатком данного устройства является невозможность его установки в отверстии шпангоута или кронштейна, закрепленного на внешней поверхности космического аппарата при одностороннем подходе космонавта, кроме того, при воздействии больших осевых нагрузок произойдет расфиксация и может быть создана аварийная ситуация. The disadvantage of this device is the impossibility of installing it in the opening of a frame or bracket mounted on the outer surface of the spacecraft with a unilateral approach of the astronaut, in addition, when exposed to large axial loads, release will occur and an emergency situation can be created.

Известно быстроразъемное цанговое соединение, содержащее цангу с прорезями и стержень (см. патент РФ N1359543, кл. F 16 L 37/02), взятое за прототип. Known quick-release collet connection containing a collet with slots and a rod (see RF patent N1359543, CL F 16 L 37/02), taken as a prototype.

Данное соединение также не обеспечивает установку в посадочные отверстия шпангоута космического аппарата при подходе с одной стороны и надежность при большом осевом усилии. Кроме того, невозможно его использовать в условиях работы космонавта в скафандре из-за малого зазора между стержнем и цангой. This connection also does not provide installation in the landing holes of the frame of the spacecraft when approaching from one side and reliability with high axial force. In addition, it is impossible to use it in the conditions of the astronaut's work in a spacesuit due to the small gap between the rod and the collet.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности закрепления конструктивного узла в отверстии шпангоута космического аппарата при одностороннем подходе космонавта. The objective of the invention is the ability to secure the structural unit in the hole of the frame of the spacecraft with a unilateral approach of the astronaut.

Техническим результатом предложенного решения является повышение надежности и исключение колебаний закрепляемого узла в посадочном отверстии шпангоута. The technical result of the proposed solution is to increase reliability and eliminate oscillations of the fixed node in the landing hole of the frame.

Технический результат достигается тем, что в быстроразъемном цанговом соединении, включающем цангу с прорезями и стержень, одна из прорезей цанги выполнена сквозной, при этом на наружной поверхности цанги на свободном ее конце выполнен двухзаходный конус, а на ее внутренней поверхности выполнены конус и выступ, взаимодействующие соответственно с конусом и впадиной, выполненными на стержне, имеющем на конце фиксирующий конус. The technical result is achieved by the fact that in the quick-detachable collet connection, including the collet with slots and the rod, one of the slots of the collet is made through, while on the outer surface of the collet on its free end there is a two-way cone, and on its inner surface there is a cone and a protrusion interacting respectively, with a cone and a depression made on a rod having a fixing cone at the end.

Сущность изобретения поясняется чертежами:
На фиг.1 изображен общий вид быстроразъемного соединения в состыкованном виде в состоянии предварительной фиксации.The invention is illustrated by drawings:
Figure 1 shows a General view of the quick coupler in docked form in a state of preliminary fixation.

На фиг.2 - то же, в состоянии окончательной фиксации. Figure 2 is the same, in a state of final fixation.

На фиг.3 - изображен стержень. Figure 3 - shows the rod.

Быстроразъемное цанговое соединение содержит закрепляемый узел 1, соединенный резьбой со стержнем 2 и зафиксированный на нем стопорным кольцом 3, и цангу 4 с шестью лепестками 5 и прорезями 6 и 7. Прорезь 7 выполнена сквозной. На наружной поверхности цанги 4 на свободном ее конце выполнен двухзаходный конус с коническими участками 8 и 9 с углами α₁ и α₂. Угол α₁ больше α₂ (т. е. α₁=30^o, а α₂=10^o), это условие необходимо для удобства стыковки и расстыковки.The quick-detachable collet connection comprises a fixed assembly 1 connected by a thread to the shaft 2 and fixed on it by the locking ring 3, and a collet 4 with six petals 5 and slots 6 and 7. The slot 7 is made through. On the outer surface of the collet 4 at its free end there is a two-way cone with conical sections 8 and 9 with angles α ₁ and α ₂ . The angle α _{1 is} greater than α ₂ (i.e., α ₁ = 30 ^o , and α ₂ = 10 ^o ), this condition is necessary for the convenience of docking and undocking.

На внутренней поверхности цанги 4 выполнены конический выступ 10 и опорный конус 11 с углом α₃. На стержне 2 выполнены конус 12 с углом α₄, равным α₃ опорного конуса 11 цанги 4 (т.е. α₄ = α₃ = 25^°), коническая впадина 13 с углом α₅ и фиксирующий конус 14 с углом α₆. Угол α₅ больше α₆ (т.е. α₅=35^o, а α₆=30^o), это условие необходимо для поэтапного включения в работу конических поверхностей.A conical protrusion 10 and a support cone 11 with an angle α _{3 are} made on the inner surface of the collet 4. A cone 12 with an angle α ₄ equal to α _{3 of the} support cone 11 of the collet 4 (i.e., α ₄ = α ₃ = 25 ^° ), a conical cavity 13 with an angle α ₅ and a fixing cone 14 with an angle α _{6 are} made on the rod 2. The angle α _{5 is} greater than α ₆ (i.e., α ₅ = 35 ^o , and α ₆ = 30 ^o ), this condition is necessary for the phased inclusion of conical surfaces.

Необходимым условием для работы быстроразъемного цангового соединения является наличие зазора Δ между наружной поверхностью 15 стержня 2 и внутренней поверхностью 16 цанги 4, а также d₂ цанги должен быть большее d₁ отверстия шпангоута 17 для обеспечения предварительной фиксации.A necessary condition for the operation of the quick-release collet connection is the presence of a gap Δ between the outer surface 15 of the rod 2 and the inner surface 16 of the collet 4, and also d _{2 of the} collet must be greater than d _{1 of the} opening of the frame 17 to provide preliminary fixation.

Закрепляемый узел 1, соединенный резьбой со стержнем 2 и расположенной на стержне цангой 4, вставляют в отверстие шпангоута 17. При прохождении стержня 2 с цангой 4 через отверстие шпангоута 17 лепестки 5 цанги 4 в упругих деформациях благодаря заходному конусу 8 цанги 4 отгибаются внутрь, выбирая имеющийся зазор между наружной поверхностью 15 стержня 2 и внутренней поверхностью 16 цанги 4 и пройдя через отверстие, возвращаются в исходное положение, обеспечивая предварительную фиксацию. При вертикальном перемещении стержня 2 по резьбе цанга 4 разжимается конусом 12 стержня 2 благодаря сквозной прорези 7 цанги 4, т.к. она своей торцовой поверхностью упирается в закрепляемый узел 1, а опорным конусом 11 сидит на стержне 2. При определенном перемещении стержня 2, когда зазор Δ₁ между наружной поверхностью цанги 4 и внутренней поверхностью отверстия шпангоута 17 еще не выбран, в работу цанги 4 включается конический выступ 10, который входит в соприкосновение с конической впадиной 13 стержня 2, защищая цангу 4 от вертикальных прогибов. При дальнейшем перемещении стержня 2 в работу включается фиксирующий конус 14 стержня 2, с которым соприкасается цанга 4 своим свободным торцом. Перемещение стержня 2 происходит до полного выбора зазора Δ₁ между наружной поверхностью цанги 4 и внутренней поверхностью отверстия шпангоута 17, тем самым окончательно запирая замковое соединение.The fixed assembly 1, connected by a thread to the shaft 2 and the collet 4 located on the shaft, is inserted into the opening of the frame 17. When the shaft 2 passes with the collets 4 through the opening of the frame 17, the petals 5 of the collets 4 in elastic deformations are bent inward due to the entry cone 8 of the collets 4, choosing the existing gap between the outer surface 15 of the rod 2 and the inner surface 16 of the collet 4 and passing through the hole, return to its original position, providing preliminary fixation. When the rod 2 is vertically moved along the thread, the collet 4 is expanded by the cone 12 of the rod 2 due to the through slot 7 of the collet 4, because it abuts against the fixed unit 1 with its end surface, and sits on the rod 2 with the support cone 11. With a certain movement of the rod 2, when the gap Δ ₁ between the outer surface of the collet 4 and the inner surface of the opening of the frame 17 has not yet been selected, the conical 4 the protrusion 10, which comes in contact with the conical cavity 13 of the rod 2, protecting the collet 4 from vertical deflections. With further movement of the rod 2, the locking cone 14 of the rod 2 is turned on, with the collet 4 in contact with its free end. The movement of the rod 2 occurs until the complete selection of the gap Δ ₁ between the outer surface of the collet 4 and the inner surface of the hole of the frame 17, thereby finally locking the lock connection.

При перемещении стержня 2 в обратном направлении до упора в стопорное кольцо 3 фиксирующий конус 14 стержня 2 отходит от свободного торца цанги 4, освобождая его, после чего под воздействием упругости цанги 4 конический выступ 10 цанги 4 выходит из соприкосновения с конической впадиной 13 стержня 2 и цанга 4 остается на стержне 2, опираясь на его конус 12 своим опорным конусом 11. Лепестки 5 цанги 4 освобождаются. Закрепляемый узел 1 держится в отверстии шпангоута 17 только на предварительной фиксации. При приложении вертикального усилия цанговые лепестки 5, благодаря обратному конусу 9 на наружной поверхности цанги 4, отогнутся внутрь, выбрав зазор Δ, что позволит отстыковать закрепляемый узел 1 от шпангоута 17. When the rod 2 is moved in the opposite direction until it stops in the retaining ring 3, the fixing cone 14 of the rod 2 moves away from the free end of the collet 4, releasing it, after which, under the influence of the elasticity of the collet 4, the conical protrusion 10 of the collet 4 comes out of contact with the conical cavity 13 of the rod 2 and collet 4 remains on the rod 2, resting on its cone 12 with its support cone 11. The petals 5 of the collet 4 are released. The fixed assembly 1 is held in the opening of the frame 17 only on preliminary fixation. When vertical force is applied, the collet petals 5, due to the inverse cone 9 on the outer surface of the collet 4, will bend inward by selecting a gap Δ, which will allow undocking the fixed unit 1 from the frame 17.

Claims

A quick-detachable collet connection containing a collet with slots and a rod, characterized in that one of the slots of the collet is made through, while on the outer surface of the collet on its free end there is a two-way cone, and on its inner surface there is a support cone and a protrusion, interacting respectively with a cone and a cavity made on a rod having a fixing cone at the end.