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 Драган Вячеслав Игнатьевич Пчелин Вячеслав Николаевич Юськович Виталий Иванович Ивасюк Петр Петрович Пчелина Татьяна Вячеславовна(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 шаров с возможностью вкручивания в гайки полых стержней выполненные со шлицевыми пазами болты с внутренними и наружными шайбами, и надетые на болты втулки с прикрепленными к ним стопорными шайбами со шлицевыми выступами, размещенными в шлицевых пазах болтов и исключающими поворот втулок относительно болтов, отличающийся тем, что каждая из стопорных шайб изготовлена из упругой стали и снабжена храповым устройством, обеспечивающим осевое перемещение надетой на болт втулки в сторону головки болта, причем храповое устройство выполнено в виде выступа стопорной шайбы, отогнутого в направлении вкручиваемого в гайку стержня конца болта и взаимодействующего с резьбой болта.(56) 1. Патент РБ 2489 , МПК 04 1/58, 2006. 2. Патент РБ 6564 , МПК 04 1/58, 2010. 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 полый узловой элемент в виде полого шара с отверстиями в стенках, через которые пропущены со стороны полости шаров с возможностью вкручивания в гайки полых стержней болты с внутренними и наружными шайбами и расположенными снаружи шара силовыми и стопорными гайками 1. Болты и гайки известного узла открыты внешним воздействиям, что обуславливает необходимость устройства повышенной антикоррозионной защиты и не позволяет использовать узел в помещениях с повышенной влажностью. Данный узел характеризуется также повышенными трудозатратами на производство работ, так как при сборке узла необходимо производить постоянный контроль расстояния между силовыми и стопорными гайками (для обеспечения проектного расстояния между узлами пространственной конструкции). При этом передача сжимающих нагрузок от стержней на шар только через винтовую резьбу гаек и болтов обуславливает невысокую несущую способность узлового соединения. Кроме того, при работе пространственной стержневой конструкции на динамические нагрузки возможно раскручивание болтов и гаек (смещение гаек относительно болтов) узлов, что снижает надежность конструкции. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является 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 шаров с возможностью вкручивания в гайки полых стержней выполненные со шлицевыми пазами болты с внутренними и наружными шайбами, и надетые на болты втулки с прикрепленными к ним стопорными шайбами со шлицевыми выступами, размещенными в шлицевых пазах болтов и исключающими поворот втулок относительно болтов. Снабжение узла втулками со стопорными шайбами позволяет защитить болты от внешних агрессивных воздействий и повысить несущую способность узлов при передаче сжимающих усилий от стержней на шар. В процессе сборки узла вкручивание болтов в гайки полых стержней производится посредством вращения втулок до полной выборки зазоров между головками болтов и внутренними шайбами и между втулками со стопорными шайбами, гайками полых стержней и наружными шайбами, при этом узлы автоматически занимают проектное положение, что позволяет снизить трудозатраты на сборку узлов. Однако при работе пространственных стержневых конструкций на динамические нагрузки возможно раскручивание болтов и втулок узлов, что снижает надежность конструкции. Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в том,чтобы повысить надежность пространственных стержневых конструкций при работе на динамические нагрузки. 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 шаров с возможностью вкручивания в гайки полых стержней выполненные со шлицевыми пазами болты с внутренними и наружными шайбами, и надетые на болты втулки с прикрепленными к ним 2 93302013.06.30 стопорными шайбами со шлицевыми выступами, размещенными в шлицевых пазах болтов и исключающими поворот втулок относительно болтов, каждая из стопорных шайб изготовлена из упругой стали и снабжена храповым устройством, обеспечивающим осевое перемещение надетой на болт втулки в сторону головки болта, причем храповое устройство выполнено в виде выступа стопорной шайбы, отогнутого в направлении вкручиваемого в гайку стержня конца болта и взаимодействующего с резьбой болта. Снабжение каждой из стопорных шайб 11 храповым устройством 14, обеспечивающим осевое перемещение надетой на болт 5 втулки 8 только в сторону головки 15 болта 5,позволяет исключить возможность раскручивания втулок 8 и болтов 5 (смещение втулок 8 относительно болтов 5) узлов, что повышает надежность пространственных стержневых конструкций при работе на динамические нагрузки. Выполнение же стопорной шайбы 11 из упругой стали, а храпового устройства 14 в виде выступа 16 стопорной шайбы 11, отогнутого в направлении вкручиваемого в гайку 2 полого стержня 1 конца болта 5 и взаимодействующего с резьбой 17 болта 5, необходимо для обеспечения работоспособности храпового устройства, исключающего перемещение болта 5 относительно втулки 8 в проектном положении. Полезная модель поясняется фигурами, где на фиг. 1 изображено положение узлового элемента и полого стержня перед их соединением, разрез на фиг. 2 - то же, в проектном положении на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 5 узел В на фиг. 1. Обозначения 1 - полые стержни 2 - гайки 3 - полый шар 4 - отверстия 5 - болты 6 внутренние шайбы 7 - наружные шайбы 8 - втулки 9 - лыски под гаечный ключ 10 шлицевой паз 11 - стопорная шайба 12 - шлицевой выступ 13 - винты 14 - храповое устройство 15 - головка болта 16 - отогнутый выступ 17 - резьба болта. Узел соединения пространственного каркаса из полых стержней 1, оголовки которых снабжены жестко установленными в их полостях гайками 2, содержит узловой элемент в виде полого шара 3 с отверстиями 4 в стенках, через которые пропущены со стороны полости шара 3 с возможностью вкручивания в гайки 2 полых стержней 1 болты 5 с внутренними 6 и наружными 7 шайбами (фиг. 1-5). На болты 5 снаружи полого шара 3 надеты с возможностью осевого перемещения и вращения втулки 8 с лысками 9 под гаечный ключ. Каждый из болтов 5 выполнен со шлицевым пазом 10, а каждая из втулок 8 снабжена соединенной с ней и надетой с возможностью осевого перемещения на болт стопорной шайбой 11 с размещенным в пазе 10 болта 5 шлицевым выступом 12. Каждая из стопорных шайб 11 соединена с втулкой 8 посредством винтов 13 и снабжена храповым устройством 14, обеспечивающим осевое перемещение надетой на болт 5 втулки 8 в сторону головки 15 болта 5, причем храповое устройство 14 выполнено в виде выступа 16 стопорной шайбы 11, отогнутого в направлении вкручиваемого в гайку 2 стержня 1 конца болта 5 и взаимодействующего с резьбой 17 болта 5 (фиг. 1, 4, 5). Для обеспечения нормальной работы храпового устройства 14 стопорная шайба 11 выполняется из упругой стали. Сборка узлов пространственного каркаса производится в следующем порядке. При установке каждого из полых стержней 1 последний заводится между шарами 3 смежных узлов с максимально втопленным в полость шара 3 болтом 5 до опирания втулки 8 с наружной шайбой 7 в наружную поверхность шара 3, при этом между гайкой 2 полого стержня 1 и болтом 5 образуется монтажный зазор (фиг. 1), а втулка 8 со стопорной шайбой 11 фиксируется на болте 5 благодаря храповому устройству 14, отогнутый выступ 16 которого упирается в резьбу 17 болта 5. Затем путем вращения втулки 8 с болтом 5 последний ввинчивается в гайку 2 полого стержня 1, при этом вращающий момент передается от втулки 8 на болт 5 через винты 13 и шлицевой выступ 12 стопорной шайбы 11, взаимодействующий со шлицевым пазом 10 болта 5. Вращение втулки 8 выполняется при помощи гаечных ключей, надеваемых на 3 93302013.06.30 лыски 9 втулки 8. В процессе ввинчивания болта 5 в гайку 2 полого стержня 1 отогнутый выступ 16 храпового устройства свободно перемещается вдоль болта 5 благодаря отгибанию выступа 16 в направлении вкручиваемого в гайку 2 стержня 1 конца болта 5. Ввинчивание болта 5 в гайку 2 полого стержня 1 производится до полной выборки всех зазоров (между головкой болта 5 и внутренней шайбой 6, между шайбами 6, 7 и шаром 3, между втулкой 8 со стопорной шайбой 11 и наружной шайбой 7 и между втулкой 8 и гайкой 2 полого стержня 1) и получения требуемого усилия затяжки (фиг. 2). При этом узел автоматически занимает проектное положение и фиксируется в проектном положении храповым устройством 14. Аналогично соединяются в узле остальные полые стержни 1. Снабжение каждой из стопорных шайб 11 храповым устройством 14, обеспечивающим осевое перемещение надетой на болт 5 втулки 8 только в сторону головки 15 болта 5,позволяет исключить возможность раскручивания втулок 8 и болтов 5 (смещение втулок 8 относительно болтов 5) узлов, что повышает надежность пространственных стержневых конструкций при работе на динамические нагрузки. Выполнение же стопорной шайбы 11 из упругой стали, а храпового устройства 14 в виде выступа 16 стопорной шайбы 11, отогнутого в направлении вкручиваемого в гайку 2 полого стержня 1 конца болта 5 и взаимодействующего с резьбой 17 болта 5, необходимо для обеспечения работоспособности храпового устройствам, исключающего перемещение болта 5 относительно втулки 8 в проектном положении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5