Результат интеллектуальной деятельности: РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Резьбовое соединение

Изобретение относится к ответственным соединениям, используемым в машиностроении.

Известны узлы соединения деталей машин, в которых осуществляется соединение шпильками [1] (стр. 12, рис. 1.4в).

При работе резьбового соединения со шпилькой, в условиях сложного нагружения имеет место значительный изгиб шпильки по всей длине, причем максимальные изгибающие напряжения приходятся на сечение резьбовой части, которое совпадает с первым витком, где имеет место значительные концентрации напряжений и которое разрушается, прежде всего, в данных соединениях [1].

Известен еще узел соединения деталей машин, в котором в одной из соединяемой детали выполнено коническое отверстие под посадку с натягом конической части шпильки, переходящее к плоскости разъема, а в другой детали выполнено цилиндрическое отверстие, в котором большее основание конической части шпильки установлено с зазором и заканчивается радиусной канавкой для уплотнителя, а пространство между плоскостью разъема и уплотнителем заполнено композитным материалом [2].

Основными недостатками данного решения является необходимость обеспечения достаточно высокой точности соосности отверстий соединяемых деталей, а также трудоемкость изготовления и демонтажа соединения.

Цель изобретения - повышение усталостной прочности соединения путем уменьшения изгибающих напряжений под резьбовой частью, повышение равномерности распределения поперечной нагрузки в групповом резьбовом соединении, повышение жесткости узла на сдвиг.

Поставленная цель достигается тем, что шпилька выполнена с пояском, который установлен в цилиндрическом отверстии другой детали с зазором и с обеспечением выравнивания поперечной нагрузки за счет упругого прогиба шпильки.

На чертеже показан продольный разрез предлагаемого соединения (Фиг. 1).

Соединение содержит установленные в отверстия деталей 1 и 2 шпильку 3 с гайками 4 и 5.

В детали 2 выполнено коническое отверстие с диаметрами d₄ и d₅ под посадку конической части шпильки 3 с натягом, большее основание конуса примыкает к плоскости разъема на участке . В детали 1 выполнено отверстие с диаметром d_l, в котором поясок шпильки длиной и диаметром d₂ установлен с зазором Δ.

При сборке соединения шпилька 3 свободно проходит через отверстие d₁ детали 1 и плотно входит в коническое отверстие под посадку с натягом детали 2, после чего производится затяг шпильки гайками 4 и 5 на рекомендуемое значение.

При работе группового резьбового соединения под действием поперечных нагрузок все крепежные детали деформируются как трехопорные стержни с двумя защемленными краями и одной опорой длиной , которая существенно снижает изгиб резьбовой части шпильки в пределах детали 1. Поскольку шпилька 3 фиксировано в детали 2 как за счет посадки с натягом, так и за счет гайки, вдавленной в деталь 2 от начального затяга, часть шпильки, расположенная в детали 2, перемещается как одно целое и полностью исключается изгиб резьбовой части. Выбор зазора Δ за счет упругого прогиба шпильки на участке способствует выравниванию поперечной нагрузки в групповом резьбовом соединении. При этом равномерность распределения поперечной нагрузки доходит до 1 и существенно повышается реальная прочность и жесткость соединения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. - М.: Машиностроение, 1990 г. - 368 с.

2. Патент №2362918. Москва 01.10.2007 (прототип).