Узел стыка

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке высоконагруженных узлов стыка сборочных единиц преимущественно крупногабаритных деталей. Узел стыка включает стыкуемые фланцы, в которых выполнены сферические выточки, вкладыш со сферическими поверхностями с различными центрами, установленный между фланцами, и стягивающий элемент. Вкладыш выполнен в виде 3-х кольцевых шпангоутов - среднего и двух крайних, соединенных между собой упругодеформируемым элементом, обеспечивающим деформируемость вкладыша от действия осевых нагрузок. В кольцевых шпангоутах и в упругодеформируемом элементе, обеспечивающем деформируемость вкладыша от действия осевых нагрузок, выполнены продольные прорези. В результате снижаются требования по точности выполнения контактных сферических поверхностей узла стыка при исключении возможности появления зазоров между ними. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке высоконагруженных узлов стыка сборочных единиц преимущественно крупногабаритных деталей.

Известен высоконагруженный узел стыка двух сборочных единиц (патент России 2133892, F 16 B 2/00, 1997), включающий стыкуемые фланцы, в которых выполнены сферические выточки, вкладыш со сферическими поверхностями, установленный между фланцами, и стягивающий элемент, например, в виде болта с гайкой, причем центры сферических поверхностей вкладыша не совпадают друг с другом. Такой стык позволяет обеспечить восприятие действующих на него боковых (поперечных) нагрузок без поперечного смещения стыкуемых фланцев при наличии взаимной несоосности выточек (отверстий) в стягиваемых фланцах за счет беззазорной самоустанавливаемости вкладыша при осевом стягивании стыкуемых фланцев (фиг.1).

Однако при больших погрешностях изготовления выточек в стягиваемых фланцах требуется увеличение геометрических размеров как выточек, так и вкладыша, кроме того, в крупногабаритных, высоконагруженных боковыми силами изделиях с несколькими (более 3-х), расположенными по окружности, узлами стыка применение подобных узлов приводит к появлению зазоров между контактными сферическими поверхностями вследствие погрешностей их изготовления, что вызывает потерю восприимчивости соединения к действию боковой нагрузки. Для исключения появления зазоров необходимо обеспечить деформативность фланцев стыкуемых деталей или повысить точность изготовления узла стыка, что не всегда возможно и целесообразно.

Технической задачей предполагаемого изобретения является снижение требований по точности выполнения контактных сферических поверхностей узла стыка при исключении возможности появления зазоров между ними.

Технический результат достигается тем, что в узле стыка, включающем стыкуемые фланцы, в которых выполнены сферические выточки, вкладыш со сферическими поверхностями с различными центрами, установленный между фланцами, и стягивающий элемент, вкладыш выполнен в виде 3-х кольцевых шпангоутов - среднего и двух крайних, соединенных между собой упругодеформируемым элементом, обеспечивающим деформируемость вкладыша от действия осевых нагрузок, причем в кольцевых шпангоутах и в упругодеформируемом элементе, обеспечивающем деформируемость вкладыша от действия осевых нагрузок, выполнены продольные прорези.

На фиг. 2 представлен заявляемый узел стыка, состоящий из стыкуемых фланцев 1, вкладыша 2, стягивающего элемента 3.

Принцип работы узла стыка заключается в следующем.

При стягивании фланцев со смещенными друг относительно друга осями сферических выточек сначала происходит контакт с крайними кольцевыми шпангоутами вкладыша в двух противоположных точках (радиус сферы вкладыша больше радиуса выточки), вкладыш разворачивается до контакта по 4-м точкам, как и в прототипе, а затем, при дальнейшем стягивании, деформируется до полного контакта вкладыша с выточками.

При наличии в одном соединении нескольких узлов стыка каждый из них не будет доведен до полного контакта, при этом несущая способность стыка от действия боковой нагрузки изменится незначительно. Характер изменения несущей способности в зависимости от осевой предварительной затяжки представлен на фиг. 3.

Изменение степени деформируемости вкладыша происходит за счет выполнения продольных прорезей в шпангоутах и упругодеформируемой оболочке.

Таким образом, предполагаемое изобретение позволяет повысить работоспособность конструкции узла стыка при снижении трудоемкости его изготовления.

Формула изобретения

Узел стыка, включающий стыкуемые фланцы, в которых выполнены сферические выточки, вкладыш со сферическими поверхностями с различными центрами, установленный между фланцами, и стягивающий элемент, отличающийся тем, что вкладыш выполнен в виде 3-х кольцевых шпангоутов - среднего и двух крайних, соединенных между собой упругодеформируемым элементом, обеспечивающим деформируемость вкладыша от действия осевых нагрузок, причем в кольцевых шпангоутах и в упругодеформируемом элементе, обеспечивающем деформируемость вкладыша от действия осевых нагрузок, выполнены продольные прорези.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3