Способ экспериментальной оценки надежности газового стыка
СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ГАЗОВОГО СТЫКА, . образованного элементами, буртом .гильзы, прокладкой и головкой, стянутых шпилькой н гайкой с шайбой, заключающийся в том, что затягивают гайку, измеряют крутящий момент , прилаженный к гайке, и угол ее поворота относительно шпильки. соответствующий этому моменту, по результатам замеров судят об упругой податливости деталей, о т л ичающийся тем, что, с целью повьш1ения точности путем определения равномерности деформации элементов стыка, после замеров вновь отворачивают гайку, устанавливают между головкой цилиндра и шайбой с известной податливостью, наружный диаметр опорных поверхностей которой равен наружному диаметру шайбы, повторно затягивают гайку, замеряют момент, приложенный к гайке, и соответствующий этому моменту угол ее поворота , а в качестве результатов принимают результаты обоих замеров.
„,Я0.„108464 1бР G 01 М 15/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
5<:F ФВЗР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ .И ОЧНРЫТИЙ (21) 3524451/25-06 (22) 21.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. Ф 13 (72) В.В. Егоров (53) 621.43.001.5 (088.8) (56) 1. Поршневые и гаэотурбинные двигатели.. "Экспресс-информация".
М., ВИНИТИ, 1982, В 2, с. 5. (54) (57) СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ
ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ГАЗОВОГО СТЫКА, образованного элементами, буртом ,гильзы, прокладкой и головкой, стянутых шпилькой ц гайкой с шайбой, I заключающийся в том, что затягивают гайку, измеряют крутящий мо" мент, приложенный к гайке, и угол ее поворота относительно шпильки, соответствующий этому моменту, по результатам замеров судят об упругой податливости деталей, о т .л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем определения равномерности деформации элементов стыка, после замеров вновь отворачивают гайку, устанавливают между головкой цилиндра и шайбой
I втулку с известной податливостью, наружный диаметр опорных поверхностей которой равен наружному диаметру шайбы, повторно затягивают гайку, замеряют момент, приложенный к гайке, и соответствующий этому моменту угол ее поворота, а в качестве результатов принимают результаты обоих замеров.
1 1
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к экспериментальным исследованиям, направленным на повьппение надежности уплотнения стыка между головкой цилиндра и буртом гильзы.
Известен способ экспериментальной оценки надежности газового стыка, образованного буртом гильзы, прокладкой и головкой, стянутых шпиль.кой и гайкой с шайбой, заключающийся в том, что затягивают гайку, измеряют крутящий момент, приложенный к гайке, и угол ее поворота относительно шпильки, соответствующий этому моменту, IIO результатам замеров судят об упругой податливости деталей $1).
Известный способ осуществляется следующим образом.
Закручивают гайку анкерной шпильки, измеряя при этом величину момента /6, приложенного к гайке, и величину соответствующего угла Ч поворота гайки относительно шпильки. На основе замеров может быть определена жесткость головки в районе обследуемого анкерного колодца в соответствии со следующими зависимостями: связь осевого усилия P на шпильке с моментом hh,приложенным к гайке
М=Р— к где К вЂ” приведенный коэффициент трения, учитывающий в основном трение в резьбе и по торцу гайки.
Величина деформации шпильки
С
Ш где Cù — жесткость шпильки.
Суммарная деформация деталей стыка
Ь
2 360 где. h — шаг резьбы.
Если учесть, что величина абсолютной деформации бурта гильзы и прокладки много меньше деформации головки, то часть деформации, приходящаяся на стягиваемые детали (головку), равна
ГоЛ . Е lU 360 Сщ
084646 2 откуда может быть определена жесткость головки
P гол 1 д" гол
МК М
Видно, что при известных коэф(2) фициенте трения в резьбе К, шаге резьбы п и жесткости шпильки С
Ш величина жесткости обследуемого элемента головки С гок, однозначно определяется измеряемыми при реализации способа величинами йЛ и Р.
Осуществляя последовательную затяжку всех шпилек головки, установленной на двигателе, по отношению
AV V можно оценить равномерность распределения жесткости головки по периметру газового стыка, т.е. равномерность удельных давлений в стыке и его надежность. Кроме того, по зависимости (2) может быть вычислена величина жесткости С гол и нагол i мечены конструктивные мероприятия !по ее изменению в случае необходимости
Однако известный способ характеризуется низкой точностью определения жесткости вследствие зависимости ее от коэффициента трения K.
Величина К для шпилек одного двигателя может меняться в диапазоне 0,08-0,14 или в диапазоне 0,130,2 (т.е. К изменяется на 5570 ). Конкретная величина К может быть определена лишь экспериментально, что невозможно осуществить без специального оборудования.
Таким образом, использование известного способа сопровождается большими погрешностями, величина которых (при указанном вьппе разбросе величин К ) может достигать
55-70 .
Цель изобретения — повышение точности оценки надежности газового стыка.
Указанная цель достигается тем, что согласно способу эксперименальной оценки надежности газового стыка, образованного элементами: буртом гильзы, прокладкой и головкой, .стянутых шпилькой и гайкой с шайбой, заключающемуся в том, что затягивают гайку, измеряют крутящий момент, приложенный к гайке, и угол ее поворота относительно шпильки, соответствующий этому моменту, по результатам замеров судят об упру20
М вЂ” — — 1
У,,11 с гдв1 ш
cUJ CЩ М с, c
С =
1 1 гол 6
Составитель Н.Патрахальцев
Редактор M. Ткач Техред Т.Дубинчак Корректор О. Билак
Заказ 1986/36 Тираж 823 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4
3 10846 гой податливости деталей, после замеров вновь отворачивают гайку, устанавливают между головкой цилиндра и шайбой втулку с известной податливостью, наружный диаметр опорных поверхностей которой равен наружному диаметру шайбы, повторно затягивают гайку, замеряют момент, приложенный к гайке, и соответствующий этому моменту угол ее поворота, а в качестве результатов принимают результаты обоих замеров.
Техническим преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является повышение точности оценки надежности газового стыка. Это обеспечивается благодаря
1 исключению влияния на результат замера трения, которое не поддается точному определению. При этом погрешность определения жесткости головки уменьшится на 55-70Х. Докажем это утверждение. Согласно известному объекту жесткость головки определяется в зависимости от коэффициента трения в резьбе (К),как: ж . 30
Так как коэффициент трения в резьбе может меняться в пределах 0,08-0,2 (т.е. на 55-70X), то и погрешность определения жесткости головки по способу — базовому объекту может достигать 55-70 .
Определим жесткость головки по предлагаемому способу.
Для этого обозначим известную жесткость втулки, устанавливаемой под гайку, через С . Тогда суммарная жесткость стягиваемых деталей будет
46 4.
При повторном закручивании гайки измеряемый момент будет М и угол поворота гайки
Таким образом
М с„„,. с, (д- —, <, )
Величина К при повторном закру.чивании не изменится, поскольку трение в резьбе и на торце гайки оста- нется тем же. Жесткость шпильки несколько изменится за счет увеличения ее длины, участвующей в растяжении. Однако это изменение может быть легко учтено в соответствии с известными зависимостями. Обеспечение наружного диаметра втулки равным наружному диаметру шайбы обеспечит в обоих случаях совершенно одинаковое нагружение головки.
Таким образом, определяемые жесткости элементов и схема нагружения в обоих случаях одинаковь е. Решая совместно уравнения 2 и 3, опреде«еМ Сгал
Как следует из зависимости 4,жесткость головки, определяемая предлагаемым способом, не зависит от трения гайки и, следовательно, погрешность определения С „ „ уменьшится на 55-70 .
Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет исключить влияние трения гайки, величина которого не поддается точному определению, на измеряемую величину. жесткости элементов головки и тем самым существенно повысить точность оценки надежности газового стыка.
