RU2619634C1 - Bolt connection - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: bolt connection includes a rail 1, attachable parts: the left pad 2 and the right pad 3, the bolt 4, track and a differential threaded connector 7 with the brake 10. The bolt 4 has the thread 5 with the pitch S and the tenon 6, matched to the same slot of the left pad 2. The differential threaded connector 7 has internal fine thread with the pitch S, conforming to the thread pitch 5 of the bolt 4, and from outside there is large thread 8 with the pitch S1 > S. From the outside on the differential threaded connector 7 the hexagon head 9 for standard key is provisioned. The brake 10 has a hole with the thread matching the thread 8 of the differential screw connector 7. The brake from the side of the right pad 3 has an outer cone 11 contacting with tapered hole of the right pad 3 with similar taper rate, and from the opposite side it has shaped section 12 for the special key. The brake 10 is screwed onto the entire length of the section of large thread of the differential threaded connector 7 up to tight contact 13 of end face planes.

EFFECT: improvement of reliability of the bolted connection.

3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и может быть использовано при строительстве и ремонте рельсовых путей различного назначения, а также в иных отраслях машиностроения, где требуется прочное и надежное скрепление деталей.The present invention relates to the upper structure of the railway track and can be used in the construction and repair of rail tracks for various purposes, as well as in other branches of engineering, where strong and reliable fastening of parts is required.

Известно стыковое соединения рельсов, в котором стандартная стыковая накладка приваривается к боковой поверхности стандартного рельса только после того, как она займет свое рабочее положение после сборки стыка и затягивания стыковых болтов, соединение рельса с накладкой с другой боковой стороны выполнено разъемным (патент на изобретение РФ №2509836, опубл. 20.04.2014).A butt joint of rails is known in which a standard butt plate is welded to the side surface of a standard rail only after it takes its working position after assembling the joint and tightening the joint bolts, the rail connection with the plate on the other side is detachable (RF patent No. 2509836, publ. 04/20/2014).

Известно болтовое соединение рельс с накладками, содержащее стержень с конусообразными концами и резьбой с одной стороны, съемную головку на гладкой части стержня и гайку на резьбовой части, тарельчатые пружины между торцовой поверхностью гайки и накладкой рельс, при этом у конусообразных концов стержня на гладкой и резьбовой частях выполнены пазы симметрично оси стержня, в пазы установлены упорные шайбы с лысками по наружной поверхности и уступом, фиксирующим положение шайбы по наружной поверхности стержня, при этом упорная шайба на гладком конце стержня контактирует с внутренней частью съемной головки, а упорная шайба на резьбовом конце стержня контактирует с торцовой поверхностью гайки (патент на полезную модель РФ №4143, опубл. 16.05.1997).A bolted connection of a rail with plates is known, comprising a rod with tapered ends and a thread on one side, a removable head on the smooth part of the rod and a nut on the threaded part, disk springs between the end surface of the nut and the rail overlay, while at the conical ends of the rod on a smooth and threaded grooves are made symmetrically to the axis of the rod, thrust washers with flats on the outer surface and a ledge fixing the position of the washer on the outer surface of the rod are installed in the grooves, while the thrust washer on ADCOM end of the rod in contact with the interior of the removable head and the thrust washer on the threaded end of the rod in contact with the end surface of the nut (RF patent for utility model №4143, publ. 16.05.1997).

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является болтовое соединение, содержащее соединяемые детали, болт, шайбы, гайку, втулку, установленную с радиальным натягом в отверстие соединяемых деталей, при этом соединяемые детали сформированы в неразъемный пакет, а втулка выполнена в виде тонкостенного цилиндра, охватывающего стержень болта, установленного в нее с радиальным натягом, при этом втулка размещена в отверстии пакета на высоту, равную высоте пакета (патент на полезную модель РФ №8841, опубл. 10.11.2009).The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is a bolt connection containing connected parts, a bolt, washers, a nut, a sleeve installed with a radial interference fit in the hole of the connected parts, while the connected parts are formed into an integral package, and the sleeve is made in the form thin-walled cylinder, covering the shaft of the bolt mounted in it with a radial interference fit, while the sleeve is placed in the opening of the package to a height equal to the height of the package (patent for utility model of the Russian Federation No. 8841, publ. 11/10/2009).

Недостатком данного устройства является недостаточная надежность соединения.The disadvantage of this device is the lack of reliability of the connection.

Техническая задача заявляемого изобретения - повышение надежности болтового соединения.The technical task of the invention is to increase the reliability of the bolted connection.

Достигаемый технический результат - увеличение жесткости соединения за счет увеличения силы стягивания присоединяемых деталей.Achievable technical result - an increase in the rigidity of the connection by increasing the pulling force of the joined parts.

Техническая задача достигается тем, что болтовое соединение содержит сформированные в сборку соединяемые детали с отверстиями, в которые установлен болт, и крепеж, который установлен на резьбу болта и выполнен в виде дифференциального резьбового соединителя с тормозом, причем одна из соединяемых деталей выполнена с коническим отверстием, а дифференциальный резьбовой соединитель имеет внутреннюю мелкую резьбу с шагом, соответствующим шагу резьбы болта, а снаружи крупную резьбу, на которую навинчен тормоз с наружным конусом, контактирующий с коническим отверстием соединяемой детали, с противоположной стороны на тормозе выполнен фасонный участок под ключ, на внешней стороне дифференциального резьбового соединителя выполнена головка под ключ.The technical problem is achieved in that the bolt connection contains the assembled parts to be connected with the holes in which the bolt is installed, and the fasteners that are mounted on the bolt thread and made in the form of a differential threaded connector with a brake, one of the parts being connected made with a conical hole, and the differential threaded connector has an internal fine thread with a step corresponding to the thread pitch of the bolt, and on the outside there is a large thread on which the brake with the outer cone is screwed, the contact conductive with tapered bore connectable parts, with the opposite side of the brake-shaped portion formed by a key on the outside of the differential threaded connector head formed beneath the key.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:Comparison of the claimed technical solution with the prototype shows that it differs in the following features:

- одна из соединяемых деталей выполнена с коническим отверстием;- one of the parts to be connected is made with a conical hole;

- крепеж, установленный на резьбу болта, выполнен в виде дифференциального резьбового соединителя с тормозом;- fasteners mounted on the thread of the bolt, made in the form of a differential threaded connector with a brake;

- дифференциальный резьбовой соединитель имеет внутреннюю мелкую резьбу с шагом, соответствующим шагу резьбы болта, а снаружи крупную резьбу;- the differential threaded connector has an internal fine thread with a step corresponding to the thread pitch of the bolt, and the outside has a large thread;

- на крупную резьбу дифференциального резьбового соединителя навинчен тормоз;- a brake is screwed onto the coarse thread of the differential threaded connector;

- тормоз имеет конус, контактирующий с коническим отверстием соединяемой детали;- the brake has a cone in contact with the conical hole of the connected part;

- с противоположной стороны на тормозе выполнен фасонный участок под ключ, на внешней стороне дифференциального резьбового соединителя выполнена головка под ключ.- on the opposite side, a turnkey shaped section is made on the brake, a turnkey head is made on the outside of the differential threaded connector.

Поэтому можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».Therefore, we can assume that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Заявляемое устройство иллюстрируется нижеприведенными примерами конкретного выполнения, но не ограничивается ими.The inventive device is illustrated by the following examples of specific performance, but not limited to.

На Фиг. 1 показано заявляемое устройство, на Фиг. 2 показано заявляемое устройство сбоку и разрез, Фиг. 3 - график зависимости отношения сил окончательного и предварительного затягивания от разности шагов резьбы, где нижняя кривая - при S=2 мм, верхняя - при S=3 мм.In FIG. 1 shows the inventive device, FIG. 2 shows the inventive device on the side and section, FIG. 3 is a graph of the relationship between the forces of final and preliminary tightening on the difference in the steps of the thread, where the lower curve is at S = 2 mm, the upper curve is at S = 3 mm.

Заявляемое устройство (Фиг. 1, 2) включает, например, соединяемые детали: рельс 1, левую накладку 2 и правую накладку 3, снабженные отверстиями, болт 4 путевой, и дифференциальный резьбовой соединитель 7 с тормозом 10. На болте 4 выполнены резьба 5 с шагом S и шпоночный выступ 6, сопрягаемый с аналогичным пазом левой накладки 2.The inventive device (Fig. 1, 2) includes, for example, the connected parts: rail 1, left cover 2 and right cover 3, provided with holes, track bolt 4, and differential threaded connector 7 with brake 10. Thread 4 is made on bolt 4 step S and a key protrusion 6, mating with the same groove of the left lining 2.

Дифференциальный резьбовой соединитель 7 имеет внутреннюю мелкую резьбу с шагом S, соответствующим шагу резьбы 5 болта 4, а снаружи нарезана крупная резьба 8 шагом S1>S. С внешней стороны на дифференциальном резьбовом соединителе 7 выполнена шестигранная головка 9 под стандартный ключ. В отверстии тормоза 10 выполнена резьба, соответствующая резьбе 8 дифференциального резьбового соединителя 7. Тормоз со стороны правой накладки 3 имеет наружный конус 11, контактирующий с коническим отверстием правой накладки 3 равной конусности, а с противоположной стороны на нем выполнен фасонный участок 12 под специальный ключ. Тормоз 10 навинчен на всю длину участка крупной резьбы дифференциального резьбового соединителя 7 до плотного контакта 13 торцовых плоскостей.The differential threaded connector 7 has an internal fine thread with a step S corresponding to the thread step 5 of the bolt 4, and a large thread 8 is cut from the outside with a step S1> S. On the outside, on a differential threaded connector 7, a hexagonal head 9 is made under a standard key. A thread is made in the hole of the brake 10 corresponding to the thread 8 of the differential threaded connector 7. The brake on the side of the right lining 3 has an outer cone 11 in contact with the conical hole of the right lining 3 of equal taper, and on the opposite side there is a shaped section 12 for a special key. The brake 10 is screwed onto the entire length of the coarse thread portion of the differential threaded connector 7 to the tight contact 13 of the end planes.

Сборку и затяжку резьбового соединения осуществляют следующим образом. Болт 4 вставляют в отверстия левой накладки 2, совмещая шпоночный выступ 6 с соответствующим гнездом в левой накладке 2. На резьбовой участок 5 болта 4 навинчивают в собранном виде дифференциальный резьбовой соединитель 7 с тормозом 10 до контакта конической поверхности 11 тормоза 10 с коническим отверстием правой накладки 3. Производят предварительную затяжку в направлении завинчивания моментом M1. Затем поворачивают втулку 7 за шестигранную головку 9 в направлении отвинчивания моментом М2 и производят окончательную затяжку. Момент окончательной затяжки назначают из условия М2≥М1.Assembly and tightening of the threaded connection is as follows. The bolt 4 is inserted into the holes of the left lining 2, aligning the key protrusion 6 with the corresponding socket in the left lining 2. On the threaded section 5 of the bolt 4, the differential threaded connector 7 with the brake 10 is screwed assembled until the conical surface 11 of the brake 10 contacts the conical hole of the right lining 3. Pre-tighten in the direction of tightening with torque M1. Then turn the sleeve 7 for the hex head 9 in the direction of unscrewing the moment M2 and make the final tightening. The final tightening torque is prescribed from the condition M2≥M1.

Исследования показывают, что при равенстве крутящих моментов М2=М1 чем меньше разность шагов S1-S=ΔS, тем больше осевое усилие затяжки.Studies show that with equal torques M2 = M1, the smaller the step difference S1-S = ΔS, the greater the axial torque.

На графиках (фиг. 3) приведены отношения осевой силы окончательной затяжки Р1 к осевой силе предварительной затяжки Р (Р1/Р) в зависимости от разности шагов ΔS=S1-S резьбы при значениях меньших шагов S=2 мм; S=3 мм и при постоянном моменте затяжки М2=М1. Из графиков видно, что чем меньше разность шагов ΔS, тем больше осевая сила затяжки Р1. Так, при Δs=0,25 мм и равенстве моментов М2=М1 для сочетания шагов резьбы S=2, S1=2,25 мм сила окончательной затяжки по сравнению с предварительной затяжкой возрастает в 8 раз, а для шагов S=3 мм, S=3,25 мм - сила возрастает в 12 раз. Это свидетельствует о надежности закрепления рельсов между накладками. Поэтому у болтового соединения появляется высокая виброустойчивость, полностью исключающая вероятность самоотвинчивания дифференциального резьбового соединителя по резьбе болта. Кроме того, при проведении патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков не была выявлена, поэтому можно считать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».The graphs (Fig. 3) show the ratios of the axial force of the final tightening P1 to the axial force of the preliminary tightening P (P1 / P) depending on the difference in the steps ΔS = S1-S of the thread at values of smaller steps S = 2 mm; S = 3 mm and with a constant tightening torque M2 = M1. From the graphs it can be seen that the smaller the step difference ΔS, the greater the axial torque P1. So, with Δs = 0.25 mm and equal moments M2 = M1 for a combination of thread steps S = 2, S1 = 2.25 mm, the final tightening force increases by 8 times compared with the preliminary tightening, and for steps S = 3 mm, S = 3.25 mm - the force increases 12 times. This indicates the reliability of the fastening of the rails between the plates. Therefore, the bolted connection has a high vibration resistance, completely eliminating the possibility of self-unscrewing of the differential threaded connector on the thread of the bolt. In addition, when conducting patent information research, the claimed combination of features was not identified, therefore, we can assume that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Разборку осуществляют специальным ключом, профиль которого соответствует профилю участка 12 тормоза 10. При повороте специального ключа в направлении отвинчивания происходит ослабление конического сопряжения 11 и перемещение дифференциального устройства по резьбе 5 болта 4. Применение специального ключа для разборки предотвращает возможность посягательства злоумышленников на кражу деталей железнодорожных путей. Попытка разобрать узел крепления путем отвинчивания за шестигранную головку приводит к еще более сильной затяжке резьбового соединения.Dismantling is carried out with a special key, the profile of which corresponds to the profile of section 12 of the brake 10. When the special key is turned in the direction of unscrewing, the tapered interface 11 is weakened and the differential device is moved along the thread 5 of the bolt 4. The use of a special key for disassembly prevents the attackers from encroaching on the theft of railway tracks . An attempt to disassemble the fastener by unscrewing the hex head leads to an even stronger tightening of the threaded connection.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность болтового соединения.Thus, the claimed invention improves the reliability of the bolted connection.

Claims (1)

Болтовое соединение, содержащее сформированные в сборку соединяемые детали с отверстиями, в которые установлен болт, и крепеж, отличающееся тем, что крепеж установлен на резьбу болта и выполнен в виде дифференциального резьбового соединителя с тормозом, причем одна из соединяемых деталей выполнена с коническим отверстием, а дифференциальный резьбовой соединитель имеет внутреннюю мелкую резьбу с шагом, соответствующим шагу резьбы болта, а снаружи крупную резьбу, на которую навинчен тормоз с наружным конусом, контактирующим с коническим отверстием соединяемой детали, с противоположной стороны на тормозе выполнен фасонный участок под ключ, на внешней стороне дифференциального резьбового соединителя выполнена головка под ключ.A bolt connection comprising connecting parts formed into an assembly with holes in which a bolt is installed, and fasteners, characterized in that the fastener is mounted on a bolt thread and is made in the form of a differential threaded connector with a brake, one of the connected parts being made with a conical hole, and the differential threaded connector has an internal fine thread with a step corresponding to the thread pitch of the bolt, and on the outside a large thread on which the brake is screwed with an outer cone in contact with the conical a hole for the part to be joined, on the opposite side, a turn-key shaped section is made on the brake, a turn-key head is made on the outside of the differential threaded connector.

Images