Резьбовое соединение фланцев

 

Изобретение относится к машиностроению, точнее - к способам и устройствам для стопорения резьбовых соединений при воздействии вибраций и ударных нагрузок. Резьбовое соединение фланцев включает в себя болты, установленные по средней окружности фланцев, шайбы, гайки и стопорную пластину, выполненную в виде полного концентрического кольца с фигурными сквозными отверстиями под гайки. Резьбовое соединение фланцев снабжено также второй аналогичной стопорной пластиной, установленной со стороны головок болтов. Обе стопорные пластины прижаты к плоскостям фланцев под действием магнитных сил. В результате повышается надежность стопорения при обеспечении простоты конструкции, высокой технологичности и низкой трудоемкости сборки и разборки резьбового соединения фланцев. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, точнее - к способам и устройствам для стопорения резьбовых соединений при воздействии вибраций и ударных нагрузках.

Известно стопорение контргайками [1]. Этот способ достаточно широко используется. Однако контргайки не обеспечивают достаточно высокую надежность при больших вибрациях и нагрузках.

В технике широко используется способ жесткого стопорения (там же, с.141-145). Крепежные детали по этому способу стопорятся с помощью шплинтов, отгибных шайб, проволоки и других устройств. Жесткое стопорение имеет следующие недостатки: усложнение конструкции крепежных деталей, большое количество стопорящих деталей, повышенная трудоемкость и нетехнологичность стопорения.

Известно также стопорение резьбового соединения (например, фланцев) с помощью привертных пластин (там же, с.172, рис.442). Привертная пластина монтируется на одной из сторон фланца и выполнена в виде фигурного кольца с вырезами (пазами) на внешней стороне кольца под шестигранники крепежных деталей. Пластина крепится несколькими винтами к фланцу. Недостатками стопорения привертной пластиной является следующее:

1. Вырезы в пластинах в некоторых случаях не обеспечивают надежного стопорения болтов или гаек. Так как крепежные детали в отверстиях фланцев устанавливаются с зазором, то возможен случай, когда несколько болтов или гаек будут отклоняться от поверхности вырезов и не будут застопорены.

2. Стопорение привертной пластиной не гарантирует самоотвинчивания гаек, так как предназначено, в основном, для стопорения болтов.

3. Конструкция пластины сложна в изготовлении, требует дополнительного количества отверстий для размещения привертных винтов.

4. Сборка фланцевого соединения имеет повышенную трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является стопорение с помощью стопорной пластины, выполненной в виде полного концентрического кольца с фигурными сквозными отверстиями, совпадающими по количеству, расположению и профилю с головками гаек, установленных в этих отверстиях [2].

Недостатками данного способа стопорения является следующее: возможность самоотвинчивания болтов, возможность выхода пластины из зацепления с гайками, во избежание чего требуется дополнительное крепление пластины к фланцу. Это усложняет конструкцию и увеличивает трудоемкость монтажа фланцевого соединения.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности стопорения при обеспечении простоты конструкции, высокой технологичности и низкой трудоемкости сборки и разборки резьбового соединения фланцев.

Задача решена тем, что резьбовое соединение фланцев, включающее в себя болты, установленные по средней окружности фланцев, шайбы, гайки и стопорную пластину, выполненную в виде полного концентрического кольца с фигурными сквозными отверстиями под гайки, дополнительно снабжено второй аналогичной стопорной пластиной, установленной со стороны головок болтов, при этом обе стопорные пластины прижаты к плоскостям фланцев под действием магнитных сил.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором в двух проекциях изображена конструкция фланцевого соединения, снабженного стопорными пластинами.

Фланцевое соединение состоит из соединяемых труб 1, фланцев 2, крепежных болтов 3, шайб 4 и гаек 5. Резьбовое соединение снабжены кольцевыми стопорными пластинами 6, устанавливаемыми как со стороны болтов, так и со стороны гаек.

Стопорные пластины 6 выполнены в виде полного концентрического кольца. В нем выполнены сквозные фигурные отверстия, совпадающие по количеству, расположению и профилю с головками болтов и гаек. Кольцевые пластины изготовлены методом штамповки. Отверстия под головки болтов и гайки выполняются с зазором 0,2 - 0,3 мм между боковыми поверхностям головок и кромками отверстий. Толщина пластин 1-3 мм. Они выполнены из материала, способного прижиматься к поверхности фланцев за счет магнитных сил.

Сборка резьбового соединения фланцев осуществляется следующим образом. Предварительно при монтаже на трубопроводы одеваются стопорные пластины по одной на каждый фланец. Далее в отверстия фланцев вставляют болты, шайба, навинчивают гайки. Затем монтируют со стороны головок болтов стопорную пластину так, чтобы головки болтов вошли в отверстия пластины. Пластину прижимают к плоскости фланца и она под действием магнитных сил прочно удерживается в прижатом положении. После этого затягивают гайки, ориентируя их относительно оси трубопровода так, чтобы они смогли войти в отверстия второй кольцевой пластины, монтируемой со стороны гаек. Регулирование положения гаек осуществляется путем незначительного недожатия или пережатия гаек, что демпфируется прокладкой между фланцами. Далее ставят стопорную пластину, которая также удерживается магнитными силами в прижатом состоянии.

При эксплуатации фланцевого соединения все головки болтов и гайки стопорятся кольцевыми пластинами, установленными с обеих сторон фланцев. Самоотвинчивание хотя бы одного болта или одной гайки возможно только на величину зазора 0,2 - 0,3 мм, что не влияет на герметичность соединения. При этом самоотвинчивание на эту величину приводит к более надежному стопорению остальных гаек и болтов за счет смещения пластин и прижатия кромок сквозных фигурных отверстий к граням шестигранников болтов и гаек. Одновременно с этим и сами пластины еще более прочно удерживаются в прижатом к фланцам состоянии за счет дополнительного прижатия к головкам болтов и граням гаек. Кольцевые стопорные пластины могут быть использованы многократно.

В отличие от прототипа предлагаемое изобретение обладает следующими преимуществами:

1. Достигается более надежное стопорение резьбового соединения от самоотвинчивания за счет одновременного стопорения всех гаек и всех болтов.

2. Конструкция кольцевых стопорных пластин проще и не требует дополнительного их крепления к фланцам винтами, а стало быть, дополнительных отверстий и крепежных деталей.

3. Сборка и разборка соединения производится с меньшими трудозатратами и с более высокой производительностью за счет магнитных свойств стопорных пластин и надежного их крепления к фланцам без использования дополнительного крепежа.

По предлагаемому изобретению изготовлены опытные образцы, проведены испытания при различных уровнях вибраций. Получены положительные результаты. Намечено внедрение изобретения на АО “ПЕНЗКОМПРЕССОР-МАШ” на трубопроводах винтовых и поршневых компрессоров.

Источники информации

1. Орлов П.И. Основы конструирования. В двух книгах. Кн.2. - М.: Машиностроение, 1988, с.141-145, 172.

2. Патент GB 23220949 А, F 16 B 39/10, 08.07.1998.

Формула изобретения

Резьбовое соединение фланцев, включающее в себя болты, установленные по средней окружности фланцев, шайбы, гайки и стопорную пластину, выполненную в виде полного концентрического кольца с фигурными сквозными отверстиями под гайки, отличающееся тем, что дополнительно снабжено второй аналогичной стопорной пластиной, установленной со стороны головок болтов, при этом обе стопорные пластины прижаты к плоскостям фланцев под действием магнитных сил.

РИСУНКИ

Рисунок 1