Предохранительное устройство

 

Изобретение предназначено для защиты от перегрузок машин со сближающимися навстречу друг другу звеньями и может быть использовано во всех отраслях машиностроения, преимущественно для металлургических, кузнечно-прессовых и металлообрабатывающих машин. Целью изобретения является повьш1ение надежности и расширение технологических возможностей применения предохранительного устройства путем предотвращения усталостных разрушений в резьбовом соединении корпуса с крышкой. Устройство содержит корпус 1, плунжер 3 с буртом и крьш1ку 4 с резьбой. Особенность конструкции заключается в том, что камера 7 постоянного давления образована между крьш1кой 4 и плунжером 3, при этом крышка выполнена с концевой выточкой, переходящей в кольцевой конический выступ 6, сопряженный через уплотнение с корпусом 1. Корпус 1 внутри имеет бурт 2, взаимодействующий с буртом плунжера, а снаружи снабжен кольцевой опорной площадкой 8. Эта площадка может располагаться в трех местах: в торце корпуса со стороны крышки 4, между резьбой и внутренним буртом 2 корпуса и на одном уровне с внутренним буртом корпуса. Сопряжение между корпусом i (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

2517 А1 (19) (11) (511 4 В 21 В 33/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ; (Риг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К A BTOPCKOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4078954/22-02 (22) 11. 05. 86 (46) 30;12.87. Бюл. й" 48 (71) Колпинское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института металлургического машиностроения им.А.И.Целикова (72) Л.К.Кегелес, Г.Н.Краузе, А.Я.Усвят, В.П.Якимушкин и Е.П. Балашов (53) 621.224-226(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 511983, кл. В 21 В 33/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 680775, кл. В 21 В 33/00, 1974. (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение предназначено для защиты от перегрузок машин со сближающимися навстречу друг другу звеньями и может быть использовано во всех отраслях машиностроения, преимущественно для металлургических, кузнечно-прессовых и металлообрабатывающих машин. Целью изобретения является повьппение надежности и расширение технологических возможностей применения предохранительного устройства путем предотвращения усталостных разрушений в реэьбовом соединении корпуса с крьппкой. Устройство содержит корпус 1, плунжер 3 с буртом и крьппку 4 с резьбой. Особенность конструкции заключается в том, что камера 7 постоянного давления образована между крьппкой 4 и плунжером 3, при этом крьппка выполнена с концевой выточкой, переходящей в кольцевой конический выступ 6, сопряженный через уплотнение с корпусом 1. Корпус 1 внутри имеет бурт 2, взаимодействующий с буртом плунжера, а сна-. ружи снабжен кольцевой опорной площадкой 8. Эта площадка может располагаться в трех местах: в торце кор-. пуса со стороны крышки 4, между резьбой и внутренним буртом 2 корпуса и на одном уровне с внутренним буртом корпуса. Сопряжение между корпусом корпуса с крышкой, исключить гидравлические удары, улучшить уплотнения корпуса с крышкой. Байонетное саедиНение позволяет ускорить монтаж и демонтаж устройства. 3 э.п. ф-лы, 4 ил.

1362517 .и крышкой может быть выполнена также в виде байанетнаго соединения. Все это позволяет при работе устройства снизить максимальные значения и амплитуды колебаний изгибающих и касательных напряжений в месте соединения

Изобретение предназначено для защиты от перегрузок машин со сближающимися навстречу друг другу звеньями и может быть использовано во всех отраслях машиностроения, преимущественно для металлургических, кузнечнопрессовых и металлообрабатывающих машин.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение техпалагических возможностей применения предохранительного устройства путем предотвращения усталастных разрушений в резьбовам соединении корпуса с крышкой.

На фиг, 1 представлена предохранительное устройство, разрез, на фиг. 2 — та же, с кольцевой опорной площадкой на наружной поверхности корпуса между его резьбой и внутренним буртом; на фиг. 3 — то же, с совмещением опорных плоскостей внутреннего бурта корпуса и кольцевой опорной площадки; на фиг. 4 — эпюры напряжений в реэьбавам (байанетнам) соединении корпуса с крышкой.

Устройство содержит корпус 1 с внутренним буртом 2, плунжер 3, крышку 4, снабженную резьбой (в частности, в виде байанетных выступов) и ввернутую в нижнюю часть корпуса t.

Крышка имеет кольцевую коническую выточку 5 на поверхностир обращенной к плунжеру 3, и кольцевой конический выступ 6 с уплотнением, взаимодействующим с корпусом 1 (фиг. 1-3).

Ие>кду крышкой 4 и плун>кером 3 образуется камера 7 постоянного (высокого) давления жидкости, выполненная в ниде одной (фиг. 1) либо двух (фиг. 2, 3) связанных между собой полостей. Предохранительное устройство устанавливается между сближающимися звеньями защищаемой машины

2 и нагружено переменными усилиями P с одной стороны через плунжер 3, а с другой — по периметру кольцевой опорной площадки 8 (фиг. 1-3).

Устройство работает следующим образом.

Внешние усилия Р со стороны защищаемой машины передаются с одной стороны на плунжер 3, а с другой—

10 на корпус 1 по периметру кольцевой опорной площадки 8. Благодаря тому, что в камере высокого давления 7 поддерживается постоянное давление

15 жидкости .действующей с. равными проЭ тиваполажно направленными усилиями

Рд на плунжер 3 и крышку 4, реакция на внутренний бурт 2 корпуса будет равна разности (PA -P) до тех пор, пока Р не достигнет Рд, В случае перегрузок при P o Р, эа счет стравливания жидкости из камеры постоянного давления 7 корпус 1 с крышкой 4 и плунжер

3 перемещаются навстречу>стык ме>кду внутренним буртом 2 корпуса и плунже25 ра 3 раскрывается, в результате чего перегрузка позиционного характера (уменьшающаяся с ростом податливых перемещений исполнительных звеньев машин) предотвращается и внешнее усиЗО лие ограничивается предельным значением P

Прй снижении внешних усилий Р

P

под действием постоянного внутреннего давления в камере 7 пре-.

35 дохранительнае устройство самовосстанавливается в исходное положение.

Благодаря тому, что камера 7, заключена непосредственно между крышкой

4 и плунжером 3, корпус 1 снабжен кольцевой опорной площадкой 8, а с другой стороны взаимодействует внутренним буртом 2 с буртом плунже ра 3, напря>кения в витках резьбы от

c- g изгиба „ и от среза 4ср изменяются

3 13625 незначительно при любых внешних возмущениях P на защищаемую машину (сравнить сплошные и пунктирные линии на фиг. 4). При этом выполнение на крьппке 4 кольцевой конической выточки 5 со стороны плунжера на глубину h = (0,3-;0,5) Н (где Н - высота резьбового соединения крышки с корпусом) не только выравнивает эпюры

G, t,, т.е. снижает их максимальК -1 ные значения, но и амплитуды колебаний этих напряжений Ьбц, Ь (р (см.

Ь .-4 фиг. 4) снижает до уровня, не привносящего усталостных повреждений в 15 корпус и крышку.

Наличие кольцевой выточки 5, заполненной жидкостью и при полном ходе плунжера 3, т.е. после выбора зазора между ним .и крышкой 4, предотвращает возможность гидравлического удара в системе. Поскольку выточка 5 является продолжением кольцевого конического выступа 6 с уплотнением на крышке 4 (фиг. 1-3), взаимо- 25 действующим с корпусом 1, то она, кроме того, предотвращает возможные утечки жидкости между корпусом и крышкой за счет более плотного прилегания конического выступа 6 к внутренней поверхности корпуса под действием сил высокого давления в камере 7.

Благодаря выполнению кольцевой опорной площадки 8 на наружной поверхности корпуса 1 между его резьбовым соединением с крышкой 4 и внут35 ренним буртом 2 в процессе работы устройства стабилизируются не только напряжения в витках резьбы G„

Ь гно и напряжения от растяжения

< К

G р и от изгиба 4„собственно корпуса (у внутренней поверхности (фиг. 2)), Сплошная линия на,фиг.,4 отвечает эпюрам напряжений бр и б"„при P = О, а пунктирная — при P = P» т.е. отвечают крайним случаям нагружений.

За счет совмещения на одном уровне опорных плоскостей внутреннего бурта 2 и кольцевой опорной площадки

8 корпуса 1 (фиг. 3) при любых внеш- 5О них нагрузках,на защищаемую машину . г -Ь и предохранительное устройство: ь ц

=ь р = qG - = 6 .= 0 т,e. перемен»

u p ные составляющие напряжений в резьбовом соединении практически отсутствуют и усталостных повреждений не происходит даже при длительной эксплуатации (o 10 -10 циклов нагруЬ 7. жений). В районе же галтельных пере17

4 ходов у борта 2 и опорной площадки 8 (фиг. 2, 3) долговечность практически не ограничена благодаря значительно более благоприятному напряженно-деформированному- состоянию материала.

Расчеты свидетельствуют, что за счет выполнения соединения корпуса 1 с крьппкой 4 в виде байонетных дуг о (выступов) величиной 30-45 .несущая способность соединения при прочих равных условиях снижается не более, чем на 20-25Х, поскольку напряжения

5„"и 6 (фиг. 4) для всех конструкций (фиг, 1-3) остаются практически неизменными. Но благодаря байонетному соединению значительно быстрее и проще осуществляется монтаж и демонтаж устройства и, следовательно, расширяются технологические возможности применения его в различных машинах.

За счет повышения надежности предохранительного устройства и расширения технологических возможностей его применения может быть получен значительный технико-экономический эффект, особенно при защите от перегрузок крупнЬи тяжелонагруженных машин.

Кроме того, при сохранении прочности устройства можно существенно уменьшить высоту резьбового (байонетного) соединения и диаметр корпуса, а тем самым металлоемкость и габариты всей защищаемой машины. При этом резьбовое соединение может быть выполнено не по специальной трудоемкой в изготовлении упорной резьбе, предназначенной для восприятия переменных напряжений, а по обычной тре,угольной резьбе без ее дорогостоящей поверхностной упрочняющей обработки.

Формула из обретения

1. Предохранительное устройство преимущественно металлургических машин, содержащее цилиндрический корпус, взаимодействующий с резьбовой крышкой, плунжер с буртом и камеру постоянного давления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повьппения надежности путем предотвращения усталостных разрушений, камера постоянного давления образована плунжером и крьппкой, выполненной с кольцевой выточкой со стороны плунжера, причем корпус снабжен кольце1362517

5 вой опорной площадкой со стороны крьппки, а с противоположной стороны в корпусе выполнен внутренний бурт, взаимодействующий,с буртом плунжера.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что-кольцевая опорная площадка выполнена на наружной поверхности корпуса между его резьбой и внутренним буртом.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что опорные плоскости внутреннего бурта корпуса и кольцевой опорной площадки находятся на одном уровне.

4. Устройство по пп. 1.-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что соединение корпуса и крышки выполнено в виде

1р байонетных выступов.

1362517

Составитель И. Зуев

Техред М.Дидык Корректор С. Шекмар

Редактор О. Спесивых т

Заказ 6334/6 Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4