Легкосъемное крепежное соединение с радиальным натягом

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для стягивания и жесткой фиксации фланцев полумуфт валов машин, работающих при больших нагрузках и частотах вращения, корпусов и сосудов высокого давления, подлежащих периодической разборке. Легкосъемное крепежное соединение с радиальным натягом содержит шпильку с гайками на ее резьбовых концах и втулку. Шпилька и втулка размещены в соосных цилиндрических расточках соединяемых деталей и сопряжены по коническим поверхностям. На втулке со стороны конической поверхности большего диаметра выполнен буртик для фиксации втулки в осевом направлении и от поворота при затяжке гаек. Буртик контактирует с торцевой поверхностью, образованной дополнительной цилиндрической расточкой, выполненной в детали перед ее поверхностью, фиксирующей гайку в осевом направлении. В результате создано крепежное соединение, которое обеспечивает повышение надежности и уменьшение деталей и операций при его сборке. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к энергетическому, общему и химическому машиностроению и предназначено для стягивания и жесткой фиксации фланцев полумуфт валов машин, работающих при больших нагрузках и частотах вращения, корпусов и сосудов под высоким давлением, подлежащих периодической разборке.

Известно крепежное соединение фланцев полумуфт валов посредством призонных болтов и с использованием вспомогательных средств в виде разрезных втулок с внутренней конической поверхностью и забиваемых в них конических штырей, которые обеспечивают в процессе соединения полумуфт точное совмещение их отверстий под призонные болты [1].

Недостатками устройства являются необходимость использования при сборке роторов указанных выше вспомогательных монтажных средств и дополнительных операций, связанных с их установкой во фланцы полумуфт и последующей их заменой на штатные призонные болты.

Известно крепежное соединение с регулируемым радиальным натягом, принятое за прототип, содержащее шпильку с навинченными на ее резьбовые концы гайками, размещенную на шпильке втулку, при этом сопряженные поверхности шпильки и втулки выполнены коническими, втулка и шпилька размещены в соосных цилиндрических расточках фланцев полумуфт с осевым зазором между их коническими поверхностями и пазами под гайки, при этом на торцевой поверхности втулки со стороны меньшего диаметра отверстия выполнены пазы под монтажное приспособление для предотвращение ее поворота при сборке [2].

Недостатками этого крепежного соединения является то, что оно для фиксации втулки от вращения при заводке в нее шпильки с радиальным натягом требует специального монтажного приспособления и дополнительных операций для установки и съема его во время сборки крепежного соединения. В результате увеличивается трудоемкость сборки. Кроме того, съем указанного приспособления после создания радиального натяга перед созданием заданного осевого натяга может привести к ослаблению необходимого радиального натяга между втулкой и фланцами, что снижает надежность крепежного соединения.

Техническим результатом, на которое направлено изобретение, является создание такого крепежного соединения фланцев соединяемых деталей, которое обеспечивает повышение надежности и уменьшение деталей и операций при его сборке.

Указанный технический результат достигается в легкосъемном крепежном соединении с радиальным натягом, содержащем шпильку с гайками на ее резьбовых концах и втулку, размещенные в соосных цилиндрических расточках соединяемых деталей и сопряженные по коническим поверхностям, в котором согласно изобретению на втулке со стороны большего диаметра конической поверхности выполнен буртик для фиксации втулки в осевом направлении и от поворота при затяжке гаек, при этом буртик контактирует с торцевой поверхностью, образованной дополнительной цилиндрической расточкой, выполненной в детали перед ее поверхностью, фиксирующей гайку в осевом направлении.

Предлагаемое крепежное соединение, где фиксация втулки от поворота и осевого смещения в процессе сборки осуществлена с помощью буртика втулки, позволяет создавать заданный осевой натяг непосредственно после создания требуемого радиального натяга без каких-либо промежуточных операций, что исключает ослабление радиального натяга перед созданием осевого. В результате повышается надежность крепежного соединения. При этом предлагаемое крепежное соединение обеспечивает минимальное необходимое количество деталей и операций при сборке, поскольку не требует специального приспособления для фиксации втулки во время создания радиального натяга, в результате уменьшается трудоемкость сборки фланцев полумуфт соединяемых деталей, например валов турбин.

Для дополнительного повышения надежности соединения деталей, работающих в условиях высоких температур, в легкосъемном крепежном соединении в пазах деталей для размещения гаек с наружной стороны последних установлены заглушки для герметизации соединения.

Изобретение поясняется следующим далее описанием примера его реализации и прилагаемыми чертежами, на которых изображено: на фиг.1 - вид крепежного соединения в направлении оси шпильки; на фиг.2 - вид втулки со стороны ее буртика при выполнении с разрезом вдоль ее оси.

Соединение содержит шпильку 1, втулку 2 на шпильке 1, размещенные в соосных расточках 3 сопрягаемых деталей - фланцев 4, 5 полумуфт (не показаны) роторов турбин. Сопрягаемые поверхности 15 втулки 2 и шпильки 1 выполнены коническими. Втулка 2 может быть выполнена с разрезом вдоль ее оси или без него. Ширина "В" разреза выполняется минимальной исходя из технологических возможностей. На резьбовых концах шпильки 1 установлены гайки 6, 7, размещенные в расточках 8 фланцев 4, 5. Втулка 2 со стороны ее большего диаметра имеет буртик 9. Буртик 9 контактирует с торцевой поверхностью 10, образованной цилиндрической расточкой 11, которая выполнена перед поверхностью 12 фланца 4, фиксирующей гайку 6 в осевом направлении. Втулка 2 размещена во фланцах 4, 5 с зазором по ее оси относительно поверхностей 12, 13, фиксирующих гайки 6, 7. Для повышения надежности крепежного соединения при работе в зоне высоких температур, например при стягивании посредством его полумуфт фланцев роторов турбин, гайки 6, 7 защищены от нагрева заглушками 14, размещенными снаружи в расточках 8.

При сборке предлагаемого крепежного соединения нет необходимости в каком-либо монтажном приспособлении, т.к. втулка 2 за счет контакта буртика 9 с плоскостью 10 фиксируется от осевого смещения и не проворачивается в расточке 3 фланцев 4, 5 полумуфт за счет сил трения в этих элементах.

Сборка соединения начинается с заводки втулки 2 в цилиндрическую расточку 3 фланцев 4, 5 до упора буртика 9. Затем попеременно навинчиваются гайки 6 и 7. Далее гайки 6, 7 затягиваются ключом от руки на неполный оборот с обеспечением радиального натяга. Затем гайки 6, 7 закручиваются попеременно до расчетного уровня тарированным или гидравлическим ключом в несколько приемов (ступеней затяга). При этом гайки затягиваются попеременно до каждой очередной ступени затяга. После окончания затяга устанавливаются и крепятся защитные заглушки 14.

Использование предлагаемого крепежного соединения для стягивания и жесткой фиксации фланцев полумуфт валов машин, в частности турбин, работающих при больших нагрузках и частотах вращения, корпусов, работающих под высоким давлением, в зоне высоких температур обеспечивает повышение надежности соединения и значительное снижение трудоемкости его сборки и разборки при периодических плановых остановах и демонтажах указанных машин.

Источники информации

1. Пат. RU 2087290 С1, В 23 Р 19/06, опубл. 20.08.97.

2. Пат. SU 1833485 A3, F 16 В 5/02, опубл. 07.08.93.

Формула изобретения

1. Легкосъемное крепежное соединение с радиальным натягом, содержащее шпильку с гайками на ее резьбовых концах и втулку, при этом шпилька и втулка размещены в соосных цилиндрических расточках соединяемых деталей и сопряжены по коническим поверхностям, отличающееся тем, что на втулке со стороны конической поверхности большего диаметра выполнен буртик для фиксации втулки в осевом направлении и от поворота при затяжке гаек, при этом буртик контактирует с торцевой поверхностью, образованной дополнительной цилиндрической расточкой, выполненной в детали перед ее поверхностью, фиксирующей гайку в осевом направлении.

2. Легкосъемное крепежное соединение по п.1, отличающееся тем, что в пазах деталей для размещения гаек с наружной стороны последних установлены заглушки для герметизации соединения.

РИСУНКИ