Способ фланцевого соединения корпусов энергетических машин

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для фланцевого соединения корпусов энергетических машин.

Из уровня техники широко известны способы соединения фланцев с нарушением соосности соединительных отверстий в указанных фланцах при помощи «призонных» болтов, т.е. болтов высокой точности, устанавливаемых в точно обработанные отверстия. Однако, для обеспечения соосности отверстий с помощью «призонных» болтов, требуется совместная обработка отверстий в соединяемых фланцах посредством режущего оборудования, что сопряжено с высокой трудоемкостью выполнения данной операции, поскольку фланцы являются частью массивных корпусов. Такая операция не является сборочной. В некоторых двигателях операция совместной обработки отверстий во фланцах невозможна из-за отсутствия доступа к отверстиям фланцев в собранном состоянии.

Из уровня техники известен способ соединения корпусов энергетических турбомашин, выбранный в качестве наиболее близкого аналога (прототипа) (ЕР 2463484, 13.06.2012). Способ соединения корпусов энергетических машин заключается в соединения двух полутруб с применением эксцентриковых болтов для достижения высокой герметичности корпуса. При этом, предполагается синхронное вращение эксцентриковых болтов.

Недостаток прототипа заключается в том, что он не имеет возможности сохранять положение эксцентриков при разборке и последующем сохранении соосности колец, кроме того назначение прототипа заключается в герметизации фланцевого соединения.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение является обеспечение соединения корпусов энергетических машин либо других корпусных элементов, в которых не соблюдена соосность соединительных отверстий в особенности в таких соединениях, в которых требуется строгая соосность посадочных поверхностей подшипников и надроторных уплотнений авиационного двигателя.

Технический результат заявленного изобретения заключается в улучшении соединения фланцев корпусов энергетических машин при нарушении соосности соединительных отверстий в указанных фланцах.

Технический результат достигается тем, что способ фланцевого соединения корпусов энергетических машин, заключается в совмещении отверстий, выполненных во фланцах соединяемых корпусов, размещении в указанных отверстиях соединительного элемента с эксцентрическим участком и цилиндрическим утолщением, и стягивания фланцевого соединения при помощи крепежной детали. В качестве соединительного элемента используют цилиндрический стержень, с обоих концов которого выполнена резьба. Стержень содержит эксцентрический участок и цилиндрическое утолщение. Эксцентрический участок стержня подбирается по величине смещения осей отверстий и устанавливается в отверстии первого фланца. Цилиндрическое утолщение стержня устанавливается в отверстие второго фланца, ось которого соосна оси стержня со стороны второго фланца. Далее со стороны первого фланца производят навинчивание крепежной детали (первой крепежной детали) на эксцентрический участок стержня до упора, затем со стороны второго фланца фланцевое соединение стягивается посредством крепежной детали (второй крепежной детали).

Заявленное изобретение достигается также тем, что стержень удерживается от проворота за гладкий участок со стороны второго фланца во время навинчивания первой крепежной детали на эксцентрический участок.

Особенность предлагаемого фланцевого соединения с учетом того, что отверстия в соединяемых фланцах в результате производственных отклонений оказываются смещенными, заключается в размещении цилиндрического утолщения стержня в отверстии второго фланца (при таком размещении ось указанного отверстия соосна продольной оси стержня со стороны второго фланца) и в выборе оптимального положения в отверстии второго фланца для эксцентриковой части стержня. Фланцы окончательно стягиваются при помощи крепежных деталей, например, самоконтрящихся гаек, навинчиваемых с разных концов на цилиндрический стержень. При сохранении оптимального положения стержня фланцевое соединение может быть собрано и разобрано за счет отвинчивания только одной гайки со стороны второго фланца. При этом оптимальное положение стержня устанавливается при первой сборке и сохраняется при разборках, поскольку первый крепежный элемент и цилиндрическое утолщение стержня закрепляют положение стерженя на первом фланце.

Сущность заявленного изобретения поясняется следующими иллюстрациями:

- на фиг. 1 изображены соединяемые фланцы корпусов с учетом соблюдения строгой соосности посадочных поверхностей под подшипники;

- на фиг. 2 изображено фланцевое соединение;

- на фиг. 3 и фиг. 4 изображены виды стержня с торцов.

При сборке фланцы корпусов 1 и 2 располагают в порядке, предусмотренном технологией. Затем в отверстия вставляют соединительный элемент, в качестве которого используют цилиндрический стержень 3 (см. фиг. 2), с обоих концов которого выполнена резьба. При этом стержень 3 содержит эксцентрический участок За и цилиндрическое утолщение 36. Эксцентрический участок За подбирается по величине смещения осей отверстий и устанавливается в отверстие фланца 1 без усилия так, чтобы поверхность эксцентрика За вошла в отверстие фланца 1. При этом цилиндрическое утолщение 36 стержня размещается в отверстии фланца 2 так, чтобы его поверхность вошла в отверстия фланца 2. После этого затягивается гайка 4, а стержень 3 удерживается от проворота за участок Зв со стороны фланца 2. После затяжки гайки 5 фланцевое соединение окончательно стягивается. При разборке достаточно открутить гайку 5 и фланцевое соединение разбирается. Гайка 4 остается затянутой постоянно при всех переборах. Регулировок соосности при последующих сборках не требуется.