Узел соединения пространственного каркаса из полых стержней

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА ИЗ ПОЛЫХ СТЕРЖНЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Решетарь Артем Ростиславович Драган Вячеслав Игнатьевич Пчелин Вячеслав Николаевич Чернюк Владимир Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Узел соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками, содержащий узловой элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара с возможностью вкручивания в гайки болты с внутренними и наружными шайбами и расположенными снаружи шара силовыми и стопорными гайками, и съемные втулки, отличающийся тем, что каждая из втулок выполнена длиной, превышающей расстояние между наружной шайбой и торцом стержня, и состоит из сопряженных между собой участков в виде цилиндра и усеченного конуса, наименьший внутренний диаметр которого равен диаметру силовой гайки, цилиндрический участок втулки снабжен внутренним кольцевым упором, к которому прикреплена расположенная между упором и торцом стержня кольцевая упругая прокладка, и выполнен с внутренним диаметром, равным диаметру стержня, Фиг. 1 75992011.10.30 причем каждая из втулок с упругой прокладкой выполнена из двух скрепленных между собой половинок с продольными диаметрально расположенными кромками, а величина упругого сжатия сж кольцевой прокладки связана с максимальнои минимальновозможными расстояниями между наружной шайбой и торцом стержня при сборке узла соотношением сж-1.(56) 1. Патент РБ 2489 , МПК 04 В 1/58, 2006. 2. Патент РБ 3244 , МПК 04 В 1/00, 2006. Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении пространственных стержневых конструкций. Известен узел соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками, содержащий узловой элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара с возможностью вкручивания в гайки болты с внутренними и наружными шайбами и расположенными снаружи шара силовыми и стопорными гайками 1. При работе пространственной конструкции на динамические нагрузки возможно скручивание силовых и стопорных гаек, что снижает надежность конструкции. Несущие болты, силовые и стопорные гайки открыты внешним воздействиям, вследствие чего повышается вероятность их коррозии в процессе эксплуатации в агрессивной среде (покрытия бассейнов, аквапарков и т.д.), снижающей долговечность конструкции. Кроме того, известный узел характеризуется невыразительным дизайном, который очень важен при возведении конструкций каркаса общественных зданий и сооружений. Известен также узел соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками, содержащий узловой элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара с возможностью вкручивания в гайки болты с внутренними и наружными шайбами и расположенными снаружи шара силовыми и стопорными гайками,и съемные втулки, выполненные из упругого материала с отогнутыми наружу продольными кромками 2. Установка между силовыми и стопорными гайками съемных втулок из упругого материала с отогнутыми наружу продольными кромками позволяет повысить надежность собранного узла при работе на динамические нагрузки вследствие невозможности скручивания силовых и стопорных гаек. Однако по-прежнему несущие болты, силовые и стопорные гайки открыты внешним воздействиям, вследствие чего повышается вероятность их коррозии в процессе эксплуатации в агрессивной среде, и не решается вопрос улучшения дизайна (внешнего вида) узлов. Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в том,чтобы защитить несущие болты, силовые и стопорные гайки от воздействия агрессивной среды и улучшить дизайн узлов. Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном узле соединения пространственного каркаса из полых стержней, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками, содержащем узловой элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара с возможностью вкручивания в гайки болты с внутренними и наружными шайбами и расположенными снаружи шара силовыми и стопорными гайками, и съемные втулки, каждая из втулок выполнена длиной, превышающей расстояние между наружной шайбой и торцом стержня, и состоит из сопряженных между собой участков в виде цилиндра и усеченного кону 2 75992011.10.30 са, наименьший внутренний диаметр которого равен диаметру силовой гайки. Цилиндрический участок втулки снабжен внутренним кольцевым упором, к которому прикреплена расположенная между упором и торцом стержня кольцевая упругая прокладка, и выполнен с внутренним диаметром, равным диаметру стержня, причем каждая из втулок с упругой прокладкой выполнена из двух скрепленных между собой половинок с продольными диаметрально расположенными кромками, а величина упругого сжатия сж кольцевой прокладки связана с максимальнои минимальновозможными расстояниями между наружной шайбой и торцом стержня при сборке узла соотношением сж 1. Изготовление втулок из сопряженных между собой участков в виде цилиндра и усеченного конуса, наименьший внутренний диаметр которого равен диаметру силовой гайки, выполнение цилиндрического участка втулки с внутренним диаметром, равным диаметру стержня, снабжение цилиндрического участка втулки внутренним кольцевым упором, к которому прикреплена расположенная между упором и торцом стержня кольцевая упругая прокладка, величина упругого сжатия сж которой связана с максимальнои минимальновозможными расстояниями между наружной шайбой и торцом стержня при сборке узла соотношением сж-1, обеспечивают защиту несущих болтов,силовых и стопорных гаек от воздействия агрессивной среды и улучшение дизайна узлов,чему способствует также выполнение каждой из втулок длиной, превышающей расстояние между наружной шайбой и торцом стержня. Изготовление же каждой из втулок с упругой прокладкой из двух скрепленных между собой половинок с продольными диаметрально расположенными кромками обеспечивает возможность установки втулок. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен узел в собранном виде, разрез на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Обозначения 1 - полые стержни 2 - оголовки стержней 3 - гайки 4 - полый шар 5 - отверстия 6 - крепежные болты 7 - внутренние шайбы 8 - наружные шайбы 9 - силовые гайки 10 - стопорные гайки 11 - съемные втулки 12 - торец стержня 13 - цилиндрический участок втулки 14 - участок втулки в виде усеченного конуса 15 - кольцевой упор 16 - кольцевая упругая прокладка 17 - половинки втулки 18 - продольные кромки 19 - самонарезающие шурупы. Узел соединения пространственного каркаса из полых стержней 1, оголовки 2 которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками 3, содержит узловой элемент в виде полого шара 4 с отверстиями 5 в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара 4 с возможностью вкручивания в гайки 3 болты 6 с внутренними 7 и наружными 8 шайбами и расположенными снаружи шара 4 силовыми 9 и стопорными 10 гайками, и съемные втулки 11 (фиг. 1). В проектном положении стопорная гайка 10 стопорит гайку 3 относительно болта 6, а силовая 9 - болт 6 относительно шара 4. Каждая из втулок 11 выполнена длиной, превышающей расстояние между наружной шайбой 8 и торцом 12 стержня 1, и состоит из сопряженных между собой участков в виде цилиндра 13 и усеченного конуса 14, наименьший внутренний диаметр которого равен диаметру силовой гайки 9. Втулки 11 целесообразно изготавливать из пластмассы. Цилиндрический участок 13 втулки 11 снабжен внутренним кольцевым упором 15, к которому прикреплена расположенная между упором 15 и торцом 12 стержня 1 кольцевая упругая прокладка 16, и выполнен с внутренним диаметром, равным диаметру стержня 1(фиг. 1). Каждая из втулок 11 с упругой прокладкой 16 состоит из двух скрепленных между собой половинок 17 с продольными диаметрально расположенными кромками 18, сопрягаемыми посредством паза и гребня (фиг. 1-3). Соединение двух половинок 17 между собой при установке втулки 11 может производиться посредством самонарезающих шурупов 19 (фиг 1, 2), различного вида защелок (на фигурах не показано) и т.д. 75992011.10.30 Величина упругого сжатия сж кольцевой прокладки 16 связана с максимальнои минимальновозможными расстояниями между наружной шайбой 8 и торцом 12 стержня 1 при сборке узла соотношением(1) сж-1.принимается равной сумме проектного расстояния между наружной шайбой 8 и торцом 12 стержня 1 и плюсового допуска на сборку узла.принимается равной разности между проектным расстоянием между наружной шайбой 8 и торцом 12 стержня 1 и отрицательного допуска на сборку узла. Соотношение (1) обеспечивает возможность установки втулки 11, а запас величины упругого сжатия кольцевой прокладки в 1 мм - плотное прижатие конического торца втулки 11 к шайбе 8 и кольцевой прокладки 16 к торцу 12 стержня 1. Сборка узла соединения полых стержней 1 пространственного каркаса производится в следующем порядке. Силовая 9 и стопорная 10 гайки устанавливаются рядом друг с другом и стопорятся относительно друг друга и болтов 6, при этом расстояние от торца каждого из болтов 6 до гайки 3 стержня 1 должно быть равно расстоянию от головки болта 6 до внутренней шайбы 7 в положении прижатия силовых гаек 3 с наружной шайбой 8 и внутренней шайбы 7 к шару 4. Стопорение гаек 9, 10 осуществляется посредством их поворота с затягиванием навстречу друг другу. Затем, путем вращения застопоренных гаек 9, 10 с болтом 2, последний ввинчивается в гайку 3 стержня 1 до упора гаек 10 в гайку 3, при этом головка болта 2 опирается в шайбу 7. После чего силовая гайка 9 вращается в обратную сторону, при застопоренных гайках 3 и 10, до момента ее опирания в наружную шайбу 8, и производится стопорение болта 6 относительно шара 4 путем затягивания силовой гайки 9 (фиг. 1). На заключительном этапе производится установка состоящей из двух половинок 17 съемной втулки 11. Две половинки 17 втулки 11 цилиндрическим участком 13 одеваются на стержень 1 с упором кольцевой прокладки 15 в торец 12 стержня 1, производится максимальное сжатие кольцевой прокладки 15 с поворотом половинок 12 до их стыковки по продольным кромкам 18 (паз в гребень) и опирания конических участков 14 в силовую гайку 9. После снятия усилий сжатия кольцевая прокладка 15 стремится вернуться, за счет упругих деформаций, в первоначальное положение, плотно прижимая конический торец 14 втулки 11 к наружной шайбе 8. Монтаж втулки 11 заканчивается установкой самонарезающих шурупов 19. Изготовление втулок 11 из сопряженных между собой участков в виде цилиндра 13 и усеченного конуса 14, наименьший внутренний диаметр которого равен диаметру силовой гайки 9, выполнение цилиндрического участка 13 втулки 11 с внутренним диаметром,равным диаметру стержня 1, снабжение цилиндрического участка 13 втулки 11 внутренним кольцевым упором 15, к которому прикреплена расположенная между упором 15 и торцом 12 стержня 1 кольцевая упругая прокладка 16, величина упругого сжатия сж которой связана с максимальнои минимальновозможными расстояниями между наружной шайбой 8 и торцом 12 стержня 1 при сборке узла соотношением сж 1, обеспечивают защиту несущих болтов 6, силовых 9 и стопорных 10 гаек от воздействия агрессивной среды и улучшение дизайна узлов, чему способствует также выполнение каждой из втулок 11 длиной, превышающей расстояние между наружной шайбой 8 и торцом 12 стержня 1. Изготовление же каждой из втулок 11 с упругой прокладкой 16 из двух скрепленных между собой половинок 17 с продольными диаметрально расположенными кромками 18 обеспечивает возможность установки втулок 11. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5