Шпоночное соединение
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетно-космической отрасли для соединения между собой различных составных частей изделий. Шпоночное соединение включает в себя соединяемые части изделий, состоящие из наружного и внутреннего шпангоутов, в кольцевую полость между которыми через окно в наружном шпангоуте установлены шпонки. На внутреннем шпангоуте выполнен кольцевой уступ с опорной боковой гранью, образующей с наружным шпангоутом незамкнутую с одной стороны упомянутую кольцевую полость и совмещенной с опорной боковой гранью внутреннего шпангоута. Величина зазора между уступом и наружным шпангоутом находится в пределах от 1/4 до 1/2 толщины шпонки. Окно выполнено на торцевой поверхности наружного шпангоута и закрыто фиксатором, который закреплен на торцевой поверхности внутреннего шпангоута. В результате снижается масса и уменьшаются габариты соединения, уменьшается трудоемкость изготовления, упрощается сборка и разборка соединения, обеспечивается визуальный контроль правильности заведения шпонок. 4 ил.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетно-космической отрасли для соединения между собой различных составных частей изделий (корпусов, сопел, днищ, отсеков и т.д.), а также в других отраслях.
Широко известны шпоночные соединения, применяемые для стыковки между собой элементов РДТТ (см. книгу: Фахрутдинов И.X., Котельников А.В. Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива. - М.: Издательство Машиностроение, 1987, с. 122), в стыковочных шпангоутах которых выполнена замкнутая кольцевая полость, в которой через окно в наружном шпангоуте установлены шпонки.
Основными недостатками такой конструкции являются большие габариты, масса и невозможность визуального контроля правильности установки шпонок по всему периметру.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат достигается тем, что в шпоночном соединении, включающем соединяемые части изделий, состоящие из наружного и внутреннего шпангоутов, в кольцевую полость между которыми через окно в наружном шпангоуте установлена шпонка, на внутреннем шпангоуте выполнен кольцевой уступ с опорной боковой гранью, образующей с наружным шпангоутом незамкнутую с одной стороны кольцевую полость и совмещенной с опорной боковой гранью внутреннего шпангоута, при этом величина зазора между уступом и наружным шпангоутом (Н) находится в пределах от 1/4 до 1/2 толщины шпонки, а окно выполнено на торцевой поверхности наружного шпангоута и закрыто фиксатором, который закреплен на торцевой поверхности внутреннего шпангоута.
Предлагаемая конструкция шпоночного соединения представлена на Фиг.1, 2, 3, 4.
Соединение содержит шпангоут наружный 1, шпангоут внутренний 2, кольцевой уступ 3, незамкнутую кольцевую полость 4, окно на торцевой поверхности наружного шпангоута 5, шпонки 6, планку 7, винт 8.
Правильность заведения шпонок 6 контролируется с торцевой поверхности шпангоутов 1 и 2 в незамкнутой кольцевой полости 4. После заведения шпонок 6 они фиксируются планкой 7, установленной в окно и закрепленной к внутреннему шпангоуту 2 винтом 8.
Наружный шпангоут 1 и внутренний шпангоут 2 выполнены без элементов зацепления, создающих замкнутый кольцевой паз, что позволяет уменьшить массу и габариты соединения на величину этих элементов, сократить трудоемкость изготовления соединения за счет исключения операций изготовления исключенных элементов конструкции, а также с учетом появления незамкнутой кольцевой полости 4, зазора Н и выполнением окна 5 на торцевой поверхности наружного шпангоута 1 упростить сборку и разборку соединения за счет свободного доступа к заводимым в паз шпонкам и обеспечения визуального контроля за правильностью заведения шпонок.
Величина зазора Н между внутренним шпангоутом 2 и наружным шпангоутом 1 выбирается 1/4
Н1/2, исходя из условия отсутствия смятия боковой поверхности шпонок и контактируемых с ними опорных поверхностей наружного и внутреннего шпангоутов с учетом категории прочности материалов, из которых изготовлены шпонки и шпангоуты, а также с целью обеспечения доступа к шпонкам при их заведении в паз при сборке соединения.
Особенности работы конструкции заключаются в следующем: внутреннее давление в емкости воздействует на площадь дна емкости, ограниченную внутренним шпангоутом 2, создавая при этом осевую нагрузку, которая с помощью кольцевого уступа 3 внутреннего шпангоута 2 через шпонки 6 передается на опорную поверхность наружного шпангоута 1, который воспринимает нагрузку от действия внутреннего давления.
Технико-экономический эффект выражается в снижении массы и уменьшении габаритов соединения, уменьшении трудоемкости изготовления, упрощении сборки и разборки соединения, обеспечении визуального контроля правильности заведения шпонок.
Формула изобретения
Шпоночное соединение, включающее в себя соединяемые части изделий, состоящие из наружного и внутреннего шпангоутов, в кольцевую полость между которыми через окно в наружном шпангоуте установлены шпонки, отличающееся тем, что на внутреннем шпангоуте выполнен кольцевой уступ с опорной боковой гранью, образующей с наружным шпангоутом незамкнутую с одной стороны упомянутую кольцевую полость и совмещенной с опорной боковой гранью внутреннего шпангоута, при этом величина зазора между уступом и наружным шпангоутом находится в пределах от 1/4 до 1/2 толщины шпонки, а окно выполнено на торцевой поверхности наружного шпангоута и закрыто фиксатором, который закреплен на торцевой поверхности внутреннего шпангоута.
РИСУНКИ
