RU2181447C2

RU2181447C2 - Permanent joint of parts and method of its realizing

Info

Publication number: RU2181447C2
Application number: RU2000105546A
Authority: RU
Inventors: В.И. Соснин
Original assignee: Соснин Валерий Иванович
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2002-04-20

Abstract

FIELD: permanent joints for end face connection. SUBSTANCE: permanent joint of parts contains mating parts provided with blind opening and insert members arranged in pairs. The joint is provided with fixing members for wedging the insert members. The insert members are cylindrical and provided with grooves from the side of each blind opening. The smaller diameter of the grooves is equal to the diameter of cylindrical insert member and is located at a distance of 0.8-1.2 of the length of the fixing member from the bottom of the openings. The lager diameter of the groove is equal to the amount of the diameter of the bottom of the fixing member and of the diameter of the insert member having regard to the squeezing of the material of the insert member. The openings are arranged in pairs at equal distance from each other and have depth 1-5 from the length of the fixing member. The minimum thickness of the mating parts is equal to three diameters of the insert member, bottoms of the fixing members contacts to the bottoms of the blind openings, the fixing members are made from more hard material than insert members. According to the method, before squeezing the mating parts, the fixing members are produced, installed to the end faces of the insert members, oriented to the openings of the mating parts. The mating parts are provided with grooves from the side of bottoms of the openings. The mating parts are squeezed together by applying axial force to the surfaces in such way that the fixing member in contact of bottoms of the fixing members with bottoms of openings of the fixing members and meeting the insert members should wedge them and fill the grooves. EFFECT: enhanced reliability and strength of the joint. 5 dwg

Description

Изобретение относится к типу неразборных соединений, которые могут использоваться для торцевого соединения и соединения по длине металлических, железобетонных, пластмассовых, деревянных и других конструкций. The invention relates to the type of non-separable joints that can be used for end joints and joints along the length of metal, reinforced concrete, plastic, wooden and other structures.

Конструирование изделий сводится прежде всего к выбору соединений отдельных деталей и сборочных единиц друг с другом. The design of products is reduced primarily to the choice of compounds of individual parts and assembly units with each other.

Известно шиповое соединение, включающее сопрягаемые заготовки с попарно расположенными пазами и вставные шипы, в котором один из пазов каждой пары выполнен наклонно [1]. Known spike connection, including mating workpieces with pairwise spaced grooves and insertion spikes, in which one of the grooves of each pair is made obliquely [1].

Известен способ неразъемного соединения круглых деревянных деталей по длине путем склеивания в шип, который заключается в вытачивании на торце одной из деталей шипа в виде усеченного конуса, а на сопрягаемом с ним торце другой детали выбирают гнездо по размерам шипа, причем длину шипа принимают равной 1,3-1,5 диаметра детали, угол при вершине 20-28^o, длину гнезда принимают 1,6-2,0 диаметра детали, угол при вершине конуса - 40-60^o, а усеченного конуса 20-28^o, затем шип и гнездо смазывают поливинилацетатной эмульсией, укладывают в направляющие и сжимают с усилием 0,5-1,0 кг/см² [2].There is a method of one-piece joining of round wooden parts along the length by gluing into a tenon, which consists in turning one of the tenon details in the form of a truncated cone at the end, and at the other part being mated with it, the nest is selected according to the tenon dimensions, and the tenon length is taken to be 1, 3-1.5 diameter of the part, the angle at the apex of 20-28 ^o , the length of the nest take 1.6-2.0 of the diameter of the part, the angle at the top of the cone - 40-60 ^o , and the truncated cone 20-28 ^o , then the spike and the socket is lubricated with a polyvinyl acetate emulsion, laid in guides and squeezed with a force of 0.5-1.0 kg / cm ² [2].

Наиболее близким к достигаемому техническому результату является неразъемное соединение деталей, содержащее охватывающую деталь с отверстием и охватываемую деталь из более твердого материала, выполненную в виде втулки с цилиндрическими шейками разного диаметра, разделенными между собой кольцевыми канавками, причем отверстие в охватывающей детали выполнено глухим и ступенчато-сужающимися, а кольцевые канавки в охватываемой детали выполнены трапецеидальными в сечении [3]. Closest to the technical result achieved is an integral part connection containing a female part with a hole and a female part made of harder material, made in the form of a sleeve with cylindrical necks of different diameters separated by annular grooves, and the hole in the female part is made blind and stepwise tapering, and the annular grooves in the covered part are made trapezoidal in section [3].

Однако известные технические решения не отвечают основным требованиям, предъявляемым к собранным узлам: простоте соединения; надежности; прочности - узел должен выдерживать установленные нагрузки без разрушения соединений и без изменения формы и размеров; плотности всех соединений без щелей, зазоров; опрятности, а в необходимых случаях красивому внешнему виду. However, the known technical solutions do not meet the basic requirements for assembled nodes: ease of connection; reliability; strength - the node must withstand the installed loads without breaking the joints and without changing the shape and size; the density of all compounds without gaps, gaps; neatness, and, if necessary, a beautiful appearance.

Устранить указанные недостатки позволяет заявляемое техническое решение. Для этого в неразъемном соединении деталей, включающем сопрягаемые детали с попарно расположенными глухими отверстиями и вставные элементы, предусмотрены фиксаторы для расклинивания вставных элементов, вставные элементы выполнены цилиндрическими, со стороны дна каждого глухого отверстия выполнены проточки, меньший диаметр которых соответствует диаметру цилиндрического вставного элемента и лежит на расстоянии 0,8-1,2 длины фиксатора от дна отверстий, а больший диаметр проточки соответствует сумме диаметра основания фиксатора и диаметра вставного элемента с учетом сдавливания материала вставного элемента, при этом попарно расположенные отверстия выполнены на равном расстоянии друг от друга и имеют глубину, равную 1-5 длины фиксатора, минимальная толщина сопрягаемых деталей равна трем диаметрам вставного элемента, основания фиксаторов контактируют с доньями глухих отверстий, при этом фиксаторы выполнены из более твердого материала, чем вставные элементы. To eliminate these shortcomings allows the claimed technical solution. For this, in an integral part connection, including mating parts with pairwise mounted blind holes and plug-in elements, clamps are provided for wedging the plug-in elements, the plug-in elements are cylindrical, grooves are made from the bottom of each blind hole, the smaller diameter of which corresponds to the diameter of the cylindrical plug-in element and lies at a distance of 0.8-1.2 of the length of the retainer from the bottom of the holes, and a larger diameter of the groove corresponds to the sum of the diameter of the base of the retainer and the diameter of the insertion element, taking into account the compression of the material of the insertion element, the pairwise arranged holes are made at an equal distance from each other and have a depth equal to 1-5 of the length of the retainer, the minimum thickness of the mating parts is three diameters of the insertion element, the base of the clamps are in contact with the bottoms of the blind holes while the clamps are made of a harder material than the insert elements.

В предлагаемом неразъемном соединении деталей фиксатор может быть выполнен в виде конуса. In the proposed one-piece connection of parts, the latch can be made in the form of a cone.

Кроме того, в неразъемном соединении цилиндрические вставные элементы могут быть выполнены полыми с 2-10 равномерно расположенными продольными насечками длиной 0,1-0,9 высоты фиксатора. In addition, in one-piece connection, the cylindrical plug-in elements can be made hollow with 2-10 evenly spaced longitudinal notches with a length of 0.1-0.9 of the height of the retainer.

В неразъемном соединении вставные элементы могут быть также выполнены полыми, фиксаторы выполнены в виде полых усеченных конусов с цилиндрическими венчиками со стороны его меньшего диаметра, равного внутреннему диаметру полого вставного элемента. In one-piece connection, the plug-in elements can also be hollow, the latches are made in the form of hollow truncated cones with cylindrical rims on the side of its smaller diameter equal to the inner diameter of the hollow plug-in element.

В известном способе заявляемого неразъемного соединения деталей, заключающегося в установке вставных элементов в их попарно расположенных отверстиях и сжимании сопрягаемых деталей, перед сжиманием соединяемых деталей изготавливают фиксаторы, устанавливают фиксаторы с торцев вставных элементов, ориентируют их в попарно расположенные отверстия сопрягаемых деталей, при этом в них выполняют проточки со стороны доньев отверстий, сжимают соединяемые детали путем приложения осевого усилия к их поверхностям таким образом, чтобы при контактировании оснований фиксаторов с доньями отверстий тела фиксаторов, входя в тела вставных элементов, расклинили последние, заполнив проточки. In the known method of the inventive one-piece connection of parts, which consists in installing plug-in elements in their pairwise located holes and compressing the mating parts, clamps are made before compressing the connected parts, clamps are installed from the ends of the plug-in elements, they are oriented into pairwise located holes of the mating parts, while in them perform grooves from the bottom of the holes, compress the parts to be joined by applying axial force to their surfaces so that upon contact As the bases of the fixators were bottomed with holes in the body of the fixators, they entered the bodies of the insert elements and wedged the latter, filling in the grooves.

Неразъемное соединение деталей и способ его осуществления поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено заявляемое неразъемное соединение перед сборкой (в аксонометрии); на фиг.2 - неразъемное соединение после сборки (с конусообразным фиксатором); на фиг.3 - вставной элемент с насечками (в разрезе); на фиг.4 - фиксатор в виде усеченного конуса с цилиндрическим венчиком; на фиг.5 - второй вариант выполнения сборки сопрягаемых деталей. One-piece connection of parts and the method of its implementation is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows the inventive one-piece connection before assembly (in perspective view); figure 2 - one-piece connection after assembly (with a conical retainer); figure 3 - insertion element with notches (in section); figure 4 - retainer in the form of a truncated cone with a cylindrical nimbus; figure 5 is a second embodiment of the Assembly of the mating parts.

Неразъемное соединение включает сопрягаемые детали 1 и 2 с попарно расположенными глухими отверстиями 3 на равном расстоянии "а" друг от друга, вставные элементы 4 цилиндрической формы и фиксаторы 5 из более твердого материала, чем вставные элементы, в виде конуса (фиг.2), которые выполняют в соединении роль замка, причем основания фиксаторов контактируют с доньями глухих отверстий. One-piece connection includes mating parts 1 and 2 with pairwise mounted blind holes 3 at an equal distance "a" from each other, insertion elements 4 of cylindrical shape and clamps 5 made of harder material than the insertion elements, in the form of a cone (figure 2), which play the role of a lock in the connection, with the bases of the retainers in contact with the bottoms of the blind holes.

Попарно расположенные отверстия в сопрягаемых деталях со стороны их дна имеют проточки 6 под фиксаторы в виде усеченного конуса, меньший диаметр которых соответствует диаметру цилиндрического вставного элемента и лежит на расстоянии "h", равном 0,8-1,2 длины фиксатора, от дна отверстия, а больший диаметр проточки соответствует сумме диаметра основания фиксатора и диаметра вставного элемента с учетом коэффициента сдавливания материала вставного элемента в процессе сборки. The pairwise located holes in the mating parts from the bottom side have grooves 6 under the clamps in the form of a truncated cone, the smaller diameter of which corresponds to the diameter of the cylindrical insert element and lies at a distance "h" equal to 0.8-1.2 of the length of the clamp from the bottom of the hole and the larger diameter of the groove corresponds to the sum of the diameter of the base of the retainer and the diameter of the insert element, taking into account the compression coefficient of the material of the insert element during the assembly process.

Глубина "l" отверстия выбирается равной 1-5 высоты фиксатора. Depth "l" of the hole is selected equal to 1-5 of the height of the latch.

Минимальная толщина "b" соединяемых деталей 1 и 2 должна быть не менее трех диаметров вставного элемента. The minimum thickness "b" of the connected parts 1 and 2 must be at least three diameters of the insertion element.

Фиксаторы 5 могут быть, например, в виде конуса (фиг.1 и 5) или в виде полого усеченного конуса 7 с цилиндрическим венчиком 8 со стороны его меньшего диаметра, равного внутреннему диаметру вставного элемента. Венчик необходим для закрепления фиксатора в полом вставном элементе перед сборкой. The latches 5 can be, for example, in the form of a cone (Figs. 1 and 5) or in the form of a hollow truncated cone 7 with a cylindrical rim 8 from the side of its smaller diameter equal to the inner diameter of the insert element. The whisk is needed to secure the latch in the hollow insertion element before assembly.

Цилиндрические вставные элементы, например металлические или пластмассовые, могут быть полыми. В полом вставном элементе на его торцах предусмотрены 2-10 равномерно расположенных продольных насечек 9 длиной 0,1-0,9 высоты фиксатора. Cylindrical plug-in elements, for example metal or plastic, can be hollow. In the hollow plug-in element at its ends 2-10 evenly spaced longitudinal notches 9 are provided with a length of 0.1-0.9 of the height of the retainer.

Процесс соединения деталей осуществляют следующим образом. The process of connecting parts is as follows.

Предварительно изготавливают фиксаторы 5. Затем устанавливают их с торцев вставных элементов (фиг.5), ориентируя вставные элементы с фиксаторами в попарно расположенные отверстия соединяемых деталей 1 и 2, при этом в них выполнены проточки со стороны доньев отверстий. После чего сжимают соединяемые детали путем приложения осевого усилия к их поверхностям таким образом, чтобы при контактировании оснований фиксаторов с доньями отверстий тела фиксаторов, входя в тела вставных элементов, расклинивали последние, заполнив проточки. При этом вставной элемент, оказывая на боковую поверхность фиксатора давление, вызывает трение, удерживающее фиксатор в теле или полости вставного элемента, обеспечивая тем самым прочность соединения. Preliminarily, the clips 5 are made. Then they are installed from the ends of the plug-in elements (Fig. 5), orienting the plug-in elements with the tabs into the pairwise arranged holes of the parts 1 and 2 to be joined, and grooves are made from the side of the bottom holes. After that, the parts to be joined are compressed by applying axial force to their surfaces so that when the bases of the retainers come in contact with the bottoms of the openings of the body of the retainers, entering the bodies of the insert elements, the latter wedge out, filling the grooves. In this case, the insertion element, exerting pressure on the lateral surface of the retainer, causes friction, which holds the retainer in the body or cavity of the insertion element, thereby ensuring the strength of the connection.

К числу основных достоинств данного соединения следует отнести его высокую прочность, надежность и применимость для соединения деталей из материалов, которые невозможно соединить друг с другом при помощи склеивания или сваривания, а также простоту изготовления фиксаторов и процесса сборки сопрягаемых деталей, при этом соединения выглядят эстетично. Among the main advantages of this connection should be attributed to its high strength, reliability and applicability for joining parts from materials that cannot be joined together by gluing or welding, as well as the ease of manufacture of clamps and the assembly process of mating parts, while the joints look aesthetically pleasing.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1634497 "Шиповое соединение", МКИ В 27 F 1/00, опубл. 15.03.91, БИ 10.Sources of information
1. USSR author's certificate 1634497 "Stud connection", MKI B 27 F 1/00, publ. 03/15/91, BI 10.

2. Авторское свидетельство СССР 386766 "Способ соединения круглых деревянных деталей", МКИ В 27 М 3/18, опубл. 21.06.73, БИ 27. 2. USSR author's certificate 386766 "Method for joining round wooden parts", MKI B 27 M 3/18, publ. 06.21.73, BI 27.

3. Авторское свидетельство СССР 356383 "Неразъемное соединение деталей", МКИ F 16 В 11/00, опубл. 23.10.72, БИ 32. 3. USSR author's certificate 356383 "One-piece connection of parts", MKI F 16 V 11/00, publ. 10.23.72, BI 32.

Claims

1. One-piece connection of parts, including mating parts with pairwise mounted blind holes and plug-in elements, characterized in that it provides clamps for wedging the plug-in elements, the plug-in elements are cylindrical, grooves are made from the bottom of each blind hole, the smaller diameter of which corresponds to the diameter cylindrical insert element and lies at a distance of 0.8-1.2 of the length of the retainer from the bottom of the holes, and a larger diameter of the groove corresponds to the sum of the diameter of the base f ixator and the diameter of the insertion element, taking into account the compression of the material of the insertion element, while the pairwise arranged holes are made at an equal distance from each other and have a depth equal to 1-5 of the length of the retainer, the minimum thickness of the mating parts is three diameters of the insertion element, the base of the clamps are in contact with the bottoms blind holes, while the clamps are made of a harder material than the insert elements.

2. One-piece connection of parts according to claim 1, characterized in that the latches are made in the form of a cone.

3. One-piece connection of parts according to claim 1, characterized in that the cylindrical plug-in elements are hollow with 2-10 evenly spaced longitudinal notches with a length of 0.1-0.9 of the height of the retainer.

4. One-piece connection of parts according to claim 1 or 3, characterized in that the plug-in elements are hollow, the latches are made in the form of hollow truncated cones with cylindrical rims from the side of their smaller diameter equal to the inner diameter of the hollow plug-in element.

5. The method of permanent connection of parts, which consists in installing the plug-in elements in their pairwise located holes and compressing the mating parts, characterized in that before compressing the connected parts, clamps are made, clamps are installed from the ends of the plug-in elements, they are oriented in pairs located holes of the mating parts, In this, grooves are made in them from the bottom of the holes, the parts to be joined are compressed by applying axial force to their surfaces in such a way that when contacting On the base of the fixators with the bottoms of the openings of the fixer bodies, entering the bodies of the plug-in elements, the latter were wedged by filling the grooves.