RU2249501C1 - Head of nut wrench with open span - Google Patents
Head of nut wrench with open span Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249501C1 RU2249501C1 RU2003121635/03A RU2003121635A RU2249501C1 RU 2249501 C1 RU2249501 C1 RU 2249501C1 RU 2003121635/03 A RU2003121635/03 A RU 2003121635/03A RU 2003121635 A RU2003121635 A RU 2003121635A RU 2249501 C1 RU2249501 C1 RU 2249501C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- head
- jaws
- plane
- arcs
- recess
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ручному монтажному инструменту и может быть использовано в конструировании и производстве гаечных ключей с открытым зевом.The invention relates to a manual installation tool and can be used in the design and manufacture of open-end wrenches.
Известны гаечные ключи с открытым зевом, головки которых содержат открытый зев, образованный двумя губками с внутренними рабочими поверхностями, и соединительный участок, переходящий в рукоятку гаечного ключа, имеющий со стороны губок выемку с цилиндрической поверхностью. Внешний контур головок гаечных ключей в плоскости расположения губок образуется плавными сопряжениями дуг с различными радиусами, что дает постепенное увеличение поперечных размеров каждой губки от ее конца по направлению к выемке соединительного участка, формирование габаритного размера головки в плоскости расположения губок и образование внешнего контура соединительного участка со стороны рукоятки гаечного ключа (ГОСТ 2839-80 “Ключи гаечные с открытым зевом двусторонние. Конструкция и размеры”).Known open-jaw wrenches, the heads of which contain an open jaw, formed by two jaws with internal working surfaces, and a connecting section that goes into the handle of a wrench, having a recess with a cylindrical surface on the side of the jaws. The external contour of the spanner heads in the plane of the jaw arrangement is formed by smooth conjugation of arcs with different radii, which gives a gradual increase in the transverse dimensions of each jaw from its end towards the recess of the connecting section, the formation of the overall size of the head in the plane of the jaw arrangement and the formation of the external contour of the connecting section with sides of the wrench handle (GOST 2839-80 “Wrenches with an open pharynx bilateral. Design and dimensions”).
Недостатком головок известных гаечных ключей является наличие мест с повышенными внутренними напряжениями в элементах головки при приложении рабочей или испытательной нагрузок. Наличие мест с повышенными внутренними напряжениями в элементах головки при нагрузках непосредственно взаимосвязано с конфигурацией внешнего контура головки, в частности с величиной радиуса дуги, формирующего габаритный размер головки в плоскости расположения губок в ее средней части между губками и соединительным участком. Так, при уменьшении радиуса дуги, формирующей габаритный размер головки, и при неизменном габаритном размере головки уменьшается кратность постепенного увеличения поперечных размеров губок, что приводит к снижению их прочности. Одновременно увеличивается длина соединительного участка с одинаковыми поперечными размерами в сечениях, перпендикулярных плоскости расположения губок. При нагрузках напряженное состояние элементов головки увеличивается от концевой части каждой губки по направлению к выемке с цилиндрической поверхностью соединительного участка. Поэтому в более удаленных от концов губок сечениях соединительного участка с одинаковыми поперечными размерами внутренние напряжения будут выше, чем в менее удаленных. Исключением является только место сопряжения головки с рукояткой гаечного ключа, где за счет увеличения поперечных размеров соединительной части, повышения внутренних напряжений не происходит.The disadvantage of the heads of the known wrenches is the presence of places with increased internal stresses in the elements of the head when applying work or test loads. The presence of places with increased internal stresses in the elements of the head under loads is directly related to the configuration of the external contour of the head, in particular, to the radius of the arc forming the overall dimension of the head in the plane of the jaws in its middle part between the jaws and the connecting section. So, with a decrease in the radius of the arc forming the overall size of the head, and with a constant overall size of the head, the rate of gradual increase in the transverse dimensions of the jaws decreases, which leads to a decrease in their strength. At the same time, the length of the connecting section with the same transverse dimensions in sections perpendicular to the plane of the jaw is increasing. Under loads, the stress state of the head elements increases from the end part of each sponge towards a recess with a cylindrical surface of the connecting section. Therefore, in the sections of the connecting section with the same transverse dimensions that are more distant from the ends of the lips, the internal stresses will be higher than in the less remote ones. An exception is only the place where the head and the wrench handle interface, where, due to an increase in the transverse dimensions of the connecting part, no increase in internal stresses occurs.
В головках известных гаечных ключей зоны с повышенными внутренними напряжениями в большинстве случаев наблюдаются в местах перехода губок в выемку с цилиндрической поверхностью, реже - на самих губках, что подтверждается как расчетно-аналитическими методами, так и экспериментально при осуществлении приемочного контроля и периодических испытаний на производстве.In the heads of known wrenches, zones with increased internal stresses are in most cases observed at the junction of the jaws into a recess with a cylindrical surface, less often on the jaws themselves, which is confirmed both by calculation and analytical methods, and experimentally during acceptance control and periodic tests in production .
Имеющееся место с повышенными внутренними напряжениями (опасное сечение) определяет прочностные характеристики головки в целом, то есть работоспособность гаечного ключа, при этом остальные элементы головки являются недогруженными. При превышении при нагрузках в опасном сечении допускаемых напряжений возможны или деформация зева, или разрушение одной из губок ключа, что может вызвать в процессе работы срыв ключа с болта или гайки и возможный травматизм. Если возникающие внутренние напряжения в опасном сечении при работе не превышают допускаемых и гаечный ключ удовлетворяет всем предъявляемым требованиям в отношении прочности, в конструкции головки в других сечениях имеет место неэкономичное расходование материала, так как в недогруженных элементах металл головки используется неэффективно.The available place with increased internal stresses (dangerous section) determines the strength characteristics of the head as a whole, that is, the performance of the wrench, while the remaining elements of the head are underloaded. If the permissible stresses in the dangerous section are exceeded, deformation of the pharynx or destruction of one of the jaws of the key is possible, which can cause the key to break off the bolt or nut during operation and may cause personal injury. If the occurring internal stresses in the dangerous section during operation do not exceed the permissible ones and the wrench meets all the requirements for strength, in the design of the head in other sections there is an uneconomical expenditure of material, since the head metal is used inefficiently in underloaded elements.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является улучшение потребительских характеристик гаечных ключей путем повышения эксплуатационной надежности и безопасности, а также путем улучшения удобства в их использовании.The technical problem to which the claimed invention is directed is to improve the consumer characteristics of wrenches by increasing operational reliability and safety, as well as by improving the convenience in their use.
Поставленная задача решается тем, что в головке гаечного ключа с открытым зевом, содержащей открытый зев, образованный двумя губками с внутренними рабочими поверхностями, и соединительный участок, имеющий со стороны губок выемку с цилиндрической поверхностью и переходящий в рукоятку гаечного ключа, причем внешний контур головки в плоскости расположения губок образован плавными сопряжениями дуг с различными радиусами, величина радиусов дуг внешнего контура головки, образующих габаритный размер головки в плоскости расположения губок, выбрана из соотношения:The problem is solved in that in the head of a wrench with an open pharynx, containing an open pharynx formed by two jaws with internal working surfaces, and a connecting section having a recess from the jaws with a cylindrical surface and passing into the handle of the wrench, with the external contour of the head in the jaw location plane is formed by smooth conjugation of arcs with different radii, the magnitude of the radii of the arcs of the outer contour of the head, forming the overall size of the head in the jaw plane, The selected from the relation:
R≥0,5×(В-S/2), (1)R≥0.5 × (B-S / 2), (1)
где В - габаритный размер головки в плоскости расположения губок, S - номинальный размер зева, причем центры кривизны указанных дуг расположены на дуге выемки соединительного участка.where B is the overall size of the head in the plane of the jaw, S is the nominal size of the pharynx, and the centers of curvature of these arcs are located on the arc of the recess of the connecting section.
Общими признаками заявляемого изобретения и известных головок гаечных ключей с открытым зевом являются наличие открытого зева, образованного двумя губками с внутренними рабочими поверхностями, и соединительного участка, имеющего со стороны губок выемку с цилиндрической поверхностью и переходящего в рукоятку гаечного ключа, причем внешний контур головки в плоскости расположения губок образован плавными сопряжениями дуг с различными радиусами.Common features of the claimed invention and known open-end wrench heads are the presence of an open pharynx formed by two jaws with internal working surfaces, and a connecting section having a recess with a cylindrical surface on the side of the jaws and passing into the handle of the wrench, with the external contour of the head in the plane the location of the jaws is formed by smooth conjugation of arcs with different radii.
Новыми признаками в заявляемом изобретении являются:New features in the claimed invention are:
- величина радиусов дуг внешнего контура головки, образующих габаритный размер головки в плоскости расположения губок, выбрана из соотношения:- the value of the radii of the arcs of the outer contour of the head, forming the overall size of the head in the plane of the jaw, is selected from the ratio:
R≥0,5×(В-S/2),R≥0.5 × (B-S / 2),
где В - габаритный размер головки в плоскости расположения губок, S - номинальный размер зева;where B is the overall size of the head in the plane of the jaw, S is the nominal size of the pharynx;
- центры кривизны указанных дуг расположены на дуге выемки соединительного участка.- centers of curvature of these arcs are located on the arc of the recess of the connecting section.
В заявляемом изобретении совокупность новых признаков устанавливает взаимосвязь величины радиусов R дуг внешнего контура головки, образующих габаритный размер головки в плоскости расположения губок, с этим габаритным размером В. Одновременно расположение наиболее выступающих элементов головки, образующих габаритный размер в плоскости расположения губок перпендикулярно осевой линии зева, жестко привязано к наиболее нагруженной зоне головки, а именно к области выемки с цилиндрической поверхностью. Выбранный при конструировании с учетом заданного уровня внутренних допускаемых напряжений при нагрузках габаритный размер В определяет прочностные характеристики головки в месте его привязки, а полученная из соотношения (1) величина радиуса R дуг внешнего контура, образующих габаритный размер В головки, определяет прочностные характеристики губок и соединительного участка. Так, при увеличении величины радиуса R за счет возрастания удаления мест сопряжения дуг внешнего контура головки от рабочих поверхностей губок прочность губок и соединительного участка также увеличивается.In the claimed invention, a set of new features establishes a relationship between the magnitude of the radii R of the arcs of the outer contour of the head, forming the overall size of the head in the plane of the jaw, with this overall size B. Simultaneously, the location of the most protruding elements of the head, forming the overall size in the plane of the jaws perpendicular to the axis of the throat, rigidly attached to the most loaded area of the head, namely to the area of the recess with a cylindrical surface. The overall dimension B, selected during design taking into account the specified level of internal permissible stresses under loads, determines the strength characteristics of the head at its attachment point, and the radius R of the external contour arcs forming the overall dimension B of the head, obtained from relation (1), determines the strength characteristics of the jaws and connecting plot. So, with an increase in the radius R due to an increase in the distance between the interface points of the external contour of the head from the working surfaces of the jaws, the strength of the jaws and the connecting section also increases.
Указанная взаимосвязь прочностных параметров головки, во-первых, обеспечивает одинаковый и сбалансированный подход к построению конфигурации внешнего контура головки в плоскости расположения губок для всех типоразмеров гаечных ключей с открытым зевом на основе получения равнонапряженных элементов головки при рабочих нагрузках. Это позволяет исключить появление в головке мест с повышенными напряжениями, что способствует повышению надежности гаечных ключей и их безопасности при работе. Во-вторых, создание конфигурации внешнего контура головки, имеющей при нагрузках одинаковые наибольшие внутренние напряжения в различных сечениях губок и соединительного участка, предполагает отсутствие излишков материала в этих составных частях, то есть получение головки с минимальной массой. Это позволяет уменьшить массу инструмента в целом, а значит повысить удобство работы с ним.The indicated interconnection of the strength parameters of the head, firstly, provides the same and balanced approach to constructing the configuration of the external contour of the head in the plane of the jaw arrangement for all sizes of open-end wrenches based on obtaining equally stressed head elements under working loads. This eliminates the appearance of places with increased voltages in the head, which helps to increase the reliability of wrenches and their safety during operation. Secondly, the creation of the configuration of the external contour of the head, which has the same maximum internal stresses in loads in different sections of the jaws and the connecting section, implies the absence of excess material in these components, that is, obtaining a head with a minimum mass. This allows you to reduce the weight of the tool as a whole, and therefore increase the convenience of working with it.
На фиг.1 изображена головка гаечного ключа с открытым зевом; на фиг.2 - схема построения наружного контура головки в плоскости расположения губок.Figure 1 shows the head of a wrench with an open jaw; figure 2 - diagram of the construction of the outer contour of the head in the plane of the jaws.
На чертежах обозначены:In the drawings are indicated:
В - габаритный размер головки в плоскости расположения губок;B is the overall size of the head in the plane of the jaw;
S - номинальный размер зева;S is the nominal size of the pharynx;
R - радиусы дуг внешнего контура головки, образующих габаритный размер головки в плоскости расположения губок;R are the radii of the arcs of the outer contour of the head, forming the overall size of the head in the plane of the jaws;
О1, О2 - центры кривизны дуг с радиусом R;O 1 , O 2 are the centers of curvature of arcs with radius R;
r - основной радиус дуги выемки соединительного участка головки;r is the main radius of the arc of the recess of the connecting portion of the head;
r2 - радиус дуги сопряжения внешнего контура головки со стороны рукоятки;r 2 is the radius of the arc of conjugation of the external contour of the head from the side of the handle;
r3 - радиусы дуг сопряжения внешнего контура головки на губках;r 3 - the radii of the arc of conjugation of the outer contour of the head on the jaws;
l - глубина зева головки ключа;l is the depth of the throat of the head of the key;
l1 - размер от конца губки до точки пересечения дуги с радиусом r3 и образующей внутренней рабочей поверхности зева.l 1 - the size from the end of the sponge to the point of intersection of the arc with a radius of r 3 and forming the inner working surface of the pharynx.
Головка гаечного ключа с открытым зевом имеет зев 1, образованный двумя губками 2 с внутренними рабочими поверхностями, и соединительный участок 3, переходящий в рукоятку 4 гаечного ключа. Соединительный участок 3 имеет со стороны губок выемку с цилиндрической поверхностью 5. Внешний контур 6 головки в плоскости расположения губок образован плавными сопряжениями дуг с радиусами R, r2 и r3. Величина радиусов дуг внешнего контура головки, образующих габаритный размер головки в плоскости расположения губок, выбрана из соотношения: R≥0,5×(B-S/2) (1).The open-jawed wrench head has a jaw 1 formed by two
Центры кривизны дуг с радиусами R расположены на дуге с радиусом r выемки соединительного участка 3.The centers of curvature of arcs with radii R are located on an arc with a radius r of the recess of the connecting
Графическое построение внешнего контура 6 головки гаечного ключа в плоскости расположения губок осуществляется в следующей последовательности:Graphical construction of the
- построение контура зева головки по параметрам: S, r, l, l1;- construction of the contour of the pharynx of the head according to the parameters: S, r, l, l 1 ;
- выбор и построение габаритного размера В головки;- selection and construction of the overall size of the head;
- построение дуг радиусом R внешнего контура 6 головки из центров O1 и O2, расположенных на дуге с радиусом r выемки соединительного участка 3;- the construction of arcs of radius R of the
- построение внешнего контура губок 2 плавным сопряжением дуг с радиусами R и r3;- construction of the outer contour of the
- построение внешнего контура соединительного участка 3 головки плавным сопряжением дуг с радиусами R и r2.- the construction of the external contour of the connecting
Соотношение (1), определяющее величину радиусов дуг внешнего контура головки, образующих ее габаритный размер в плоскости расположения губок, а также расположение центров кривизны O1 и O2, получено расчетно-аналитическим способом путем аппроксимации криволинейного очертания внешнего контура, построенного по концам рассчитанных поперечных размеров в различных характерно-опасных сечениях губок и соединительного участка, на очертание дуги окружности с радиусом R. Причем при расчетах поперечных размеров элементов головки для различных типоразмеров S зева и соответствующим этим типоразмерам испытательным крутящим моментам задавались одинаковые величины допускаемых напряжений. Соотношение R=0,5×(B-S/2) определяет наименьший размер радиуса R с наибольшим приближением расчетного криволинейного очертания внешнего контура головки к очертанию дуги окружности. Использование величины радиуса R в соотношении R>0,5×(B-S/2) позволяет за счет дополнительного упрочнения соединительного участка 3 в месте сопряжения с рукояткой 4 ключа варьировать в допустимых пределах размерами последней. При аппроксимации также получено расположение центров кривизны дуг с радиусом R на дуге с радиусом r выемки соединительного участка, что жестко определяет (в отличие от известного прототипа) местоположение габаритного размера головки по отношению к поверхности выемки.Relation (1), which determines the magnitude of the radii of the arcs of the outer contour of the head, forming its overall size in the plane of the location of the jaws, as well as the location of the centers of curvature O 1 and O 2 , obtained by the analytical method by approximating the curved outline of the outer contour, constructed at the ends of the calculated transverse sizes in various characteristic dangerous sections of the jaws and the connecting section, on the outline of a circular arc with a radius R. Moreover, when calculating the transverse dimensions of the head elements for different types For sizes S pharynx and corresponding to these standard sizes test torques, the same values of permissible stresses were set. The ratio R = 0.5 × (BS / 2) determines the smallest size of the radius R with the closest approximation of the calculated curvilinear outline of the outer contour of the head to the outline of the circular arc. Using the value of the radius R in the ratio R> 0.5 × (BS / 2) allows, due to additional hardening of the connecting
Габаритный размер В головки может быть определен любым известным методом, например, исходя из условия прочности губок 2 в начале перехода их внутренних рабочих поверхностей в выемку 5 соединительного участка 3. Параметры r, l, l1, r2, r3 могут быть выбраны равными параметрам известных гаечных ключей.The overall dimension B of the head can be determined by any known method, for example, based on the strength condition of the
Использование соотношения (1) для выбора величин радиусов дуг внешнего контура головки с расположением их центров кривизны на дуге выемки соединительного участка позволяет с достаточной для производства точностью построить конфигурации внешнего контура головок гаечных ключей с открытым зевом, имеющих в характерно-опасных сечениях одинаковые напряжения при приложении рабочих нагрузок. Выполненные таким образом конструкции головок обеспечивают:Using relation (1) to select the values of the radii of the arcs of the external contour of the head with the location of their centers of curvature on the arc of the recess of the connecting section allows us to build with sufficient accuracy for the production of the configuration of the external contour of the heads of open-ended wrenches having characteristic stresses in the same dangerous sections when applied workloads. The head designs made in this way provide:
а) эффективное использование механических свойств материала по всему контуру головки, что устраняет излишки материала в элементах головки, и сравнительное облегчение гаечного ключа в целом. Это особо актуально для крупногабаритных ключей, так как способствует снижению утомляемости и повышает удобство в работе;a) the effective use of the mechanical properties of the material along the entire contour of the head, which eliminates excess material in the elements of the head, and the comparative relief of the wrench as a whole. This is especially true for large keys, as it helps reduce fatigue and increases ease of use;
б) отсутствие мест с повышенными внутренними напряжениями, что позволяет увеличить надежность и безопасность инструмента в работе.b) the lack of places with increased internal stresses, which allows to increase the reliability and safety of the tool in operation.
Опытные образцы гаечных ключей по заявляемому изобретению с несколькими выбранными типоразмерами зева изготовлены и проверены экспериментально.Prototypes of wrenches according to the claimed invention with several selected sizes of the pharynx are made and tested experimentally.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003121635/03A RU2249501C1 (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Head of nut wrench with open span |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003121635/03A RU2249501C1 (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Head of nut wrench with open span |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003121635A RU2003121635A (en) | 2005-02-20 |
| RU2249501C1 true RU2249501C1 (en) | 2005-04-10 |
Family
ID=35218021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003121635/03A RU2249501C1 (en) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Head of nut wrench with open span |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2249501C1 (en) |
-
2003
- 2003-07-14 RU RU2003121635/03A patent/RU2249501C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 2839-80 "Ключи гаечные с открытым зевом двусторонние. Конструкция и размеры". * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003121635A (en) | 2005-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2498122C2 (en) | Fastening facility with end cavity in threaded end part, covered element, working tool and template comprising such covered element | |
| CA2514759C (en) | Fast make-up fatigue resistant rotary shouldered connection | |
| US7437979B1 (en) | Screwdriver bit | |
| US6632057B1 (en) | Fixing unit with an end imprint in a threaded terminal portion | |
| MXPA04006343A (en) | Deformed reinforcing bar splice and method. | |
| EP2302224A1 (en) | Screw fastening structure with high-strength self-forming screw | |
| JPH0360982A (en) | Fatigue resistant spindle end | |
| WO1999032265A1 (en) | Wrench with recesses enclosing corners of a fastening element without touching the corners | |
| EP1990552A1 (en) | Bolt and method for manufacturing bolt | |
| EP1945958B1 (en) | Fasteners with multi-tiered recesses and drivers with multi-tiered driving tips | |
| US3808870A (en) | Pipe crimping attachment | |
| BR112021008510A2 (en) | anti-loosening reaction washer | |
| CA2128114A1 (en) | Stress Relief Groove for Drill Pipe | |
| JPH02118209A (en) | Screw fixture and manufacture thereof | |
| RU2249501C1 (en) | Head of nut wrench with open span | |
| US7818849B2 (en) | Stress redistributing cable termination | |
| CN103465210A (en) | Sleeve with increased strength | |
| JPH04262107A (en) | Engaging rivet for high load rivet coupling | |
| US6712163B2 (en) | Rock drilling tool | |
| US6257107B1 (en) | Manufacture of composite material hand tool | |
| CA2202822A1 (en) | Two-piece electric motor shaft | |
| JP7003790B2 (en) | Test piece, test piece manufacturing method, and test method | |
| JP5036266B2 (en) | Rolled flat die and method for producing the rolled flat die | |
| RU220789U1 (en) | L-SHAPED WRENCH FOR INTERNAL SPLOT BOLTS | |
| US20060156532A1 (en) | Method of production of a cable press connection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050715 |