Устройство для соединения цилиндрических элементов

Изобретение относится к машиностроению и энергетике и может быть использовано в соединениях различных механических, гидравлических и пневматических системах различных агрегатов, а также гибких элементов, в том числе из разнородных материалов. Устройство для соединения цилиндрических элементов содержит полый цилиндрический корпус, выполненный в виде цанги с продольными прорезями, на которой размещены шайбы, изготовленные из материала с ЭПФ. Шайбы имеют форму, обеспечивающую их взаимное центрирование на цанге при взаимном контактировании их смежных поверхностей. В результате обеспечивается высокий коэффициент использования материала, низкая трудоемкость при изготовлении устройства и низкая себестоимость устройства. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и энергетике и может быть использовано в соединениях различных механических, гидравлических и пневматических системах различных агрегатов, а также гибких элементов в виде тросов, кабелей и т.д., в том числе из разнородных материалов.

Из уровня техники известно устройство для неразъемного соединения цилиндрических деталей при помощи цилиндрического корпуса со сквозным отверстием, выполненного в виде втулки из материала, обладающего ЭПФ (эффектом памяти формы), при этом концы соединяемых деталей выполнены в сечении эллипсоидальной формы, а оси эллипсов в плоскости соединения деталей смещены одна относительно другой на 3-90° (SU 1082993 А, опуб. 30.03.1984).

Недостатком известного устройства является его высокая себестоимость за счет изготовления корпуса из материала с ЭПФ, низкий коэффициент использования материала, высокая трудоемкость при изготовлении устройства.

Наиболее близким к предложенному является устройство для соединения цилиндрических элементов, которое содержит полый цилиндрический корпус, выполненный в виде цанги с продольными прорезями, на которой размещены шайбы, изготовленные из материала с ЭПФ, а между шайбами расположены разделительные кольца, при этом шайбы имеют плоские поверхности, контактирующие с разделительными кольцами (US 6269883 В1, опуб. 7.08.2001).

Устройство предназначено для соединения цилиндрических элементов разного диаметра, при этом элемент большего диаметра вводится в зазор между цангой и элементом меньшего диаметра, и при обжатии цанги шайбами с ЭПФ элемент большего диаметра плотно обжимает элемент меньшего диаметра.

Для надежного соединения цилиндрических элементов одинакового диаметра встык требуется большее число шайб, расположенных через разделительные кольца, следовательно, увеличение длины устройства.

Технической задачей изобретения является создание технологичного устройства для соединения элементов, обеспечивающего высокую надежность соединения осесимметричных элементов встык без увеличения габаритных размеров устройства.

Задача решается тем, что в устройстве для соединения цилиндрических элементов, содержащем полый цилиндрический корпус, выполненный в виде цанги с продольными прорезями, на которой размещены шайбы, изготовленные из материала с ЭПФ, согласно изобретению шайбы имеют форму, обеспечивающую их взаимное центрирование на цанге при взаимном контактировании их смежных поверхностей.

Размещение на цанги с продольными прорезями плотно контактирующих друг с другом шайб, изготовленных из материала с ЭПФ, обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в обеспечении высокой надежности соединения осесимметричных элементов встык при небольшой длине устройства.

В частных вариантах выполнения изобретения для обеспечения герметизации прорези с противоположных торцов выполнены неперекрывающимися по длине, т.е. короткими, а на внутренней поверхности цанги в зоне прорезей выполнены фиксирующие выступы, улучшающие фиксацию, а между прорезями - герметизирующие кольцевые выступы, улучшающие герметизацию.

В том случае, когда не требуется герметизация и для расширения технологических возможностей, увеличения объема памяти соединительных устройств и обеспечения большого хода при обжатии гибких элементов, например, обжатии гибкого рукава, прорези с противоположных торцов выполнены перекрывающимися по длине, т.е. длинными, а шайбы выполнены с радиальными прорезями.

Для обеспечения соединения проводов высокого напряжения ЛЭП внутри цанги из материала с высокой электропроводностью, соединяющей токопроводящие части, например алюминиевую оплетку, может быть установлена втулка из материала высокой прочности, например из стали, которая обеспечивает соединение несущей жилы (троса), выполненной, например, из стали.

Смежные поверхности контактирующих друг с другом шайб могут быть выполнены соответственно выпуклой и вогнутой формы или ступенчатой формы для обеспечения их центрирования.

Для обеспечения высокого коэффициента использования материала шайбы могут быть изготовлены из листовых полуфабрикатов.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 (а, б) изображено предлагаемое устройство в сборе для соединения элементов, где требуется герметичность соединения, два вида.

На фиг.2 изображена половина сечения шайбы.

На фиг.3 (а-в) изображена цанга по фиг.1, три вида.

На фиг.4 (а, б) изображено предлагаемое устройство в сборе для соединения элементов, где не требуется герметичность соединения, два вида.

На фиг.5 (а, б) изображена цанга по фиг.3, два вида.

На фиг.6 изображена шайба с поперечными прорезями, два вида.

На фиг.7 изображена шайба по фиг.6 в деформированном и восстановленном состояниях.

Устройство содержит цангу 1 с неперекрывающимися по длине прорезями 2 и размещенными на цанге шайбами 3, имеющими выпукло-вогнутую форму смежных поверхностей или ступенчатую форму, что обеспечивает их взаимное центрирование на цанге 1, и изготовленными из листовых полуфабрикатов (см. фиг.1). Шайба 3 из материала с ЭПФ при изготовлении имеет внутренний диаметр меньше внешнего диаметра цанги 1. Для обеспечения герметизации цанга 1 (см. фиг.3) выполнена с герметизирующими кольцевыми выступами 4, которые заранее вытачиваются на внутренней поверхности цанги 1 на ее участке между прорезями. На внутренней поверхности цанги 1 на краевых ее участках в зоне прорезей для улучшения фиксации выполняют фиксирующие выступы 5.

В том случае когда не требуется герметизация и требуется большой ход при обжатии гибких элементов, например, обжатии гибкого рукава, цанга 1 выполнена с перекрывающимися по длине прорезями 2, а шайбы 3 выполнены с радиальными прорезями 6 (см. фиг.4).

Конструктивная память шайб 3 с радиальными прорезями 6 (см. фиг.6) значительно превышает память материала и выполнена таким образом, что соотношение толщины S к ширине h и глубине L ее прорезей выполняется из условия равнопрочности при изгибе.

На фиг.7 изображены шайбы с радиальными прорезями 6 в деформированном (3б) и восстановленном (3а) состояниях.

Для соединения проводов высокого напряжения ЛЭП внутри цанги 1 из материала с высокой электропроводностью, соединяющей токопроводящие части, например, алюминиевую оплетку, установлена втулка 7 (см. фиг.5) из материала высокой прочности, например, из стали, соединяющая стальную несущую жилу (трос) (не показан).

Сборка устройства происходит следующим образом.

На цангу 1 устанавливаются шайбы 3 (см. фиг.1). При установке происходит деформация шайб 3 в радиальном направлении при температуре, ниже температуры восстановления формы. Шайбы 3 центрируются за счет взаимного контактирования их выпукло-вогнутых или ступенчатых поверхностей и фиксируются кольцом (не показано). Собранное устройство устанавливается с некоторым зазором на осесимметричные элементы, например на концевые участки труб, и осуществляется нагрев устройства выше температуры превращения материала шайб 3. Шайбы 3 восстанавливают свою первоначальную форму, при этом за счет возникающих напряжений термомеханического возврата происходит деформация цанги 1 и концевых участков труб, в результате чего образуется прочное и герметичное соединение. Центрирование шайб при их взаимном контактировании обеспечивает их точную установку на цанге без смещения относительно оси, что гарантирует их плотное контактирование с цангой и надежное обжатие цанги по всей длине.

Изобретение обеспечивает высокий коэффициент использования материала, низкую трудоемкость при изготовлении устройства и низкую себестоимость устройства.

1. Устройство для соединения цилиндрических элементов, содержащее полый цилиндрический корпус, выполненный в виде цанги с продольными прорезями, на которой размещены шайбы, изготовленные из материала с ЭПФ (эффектом памяти формы), отличающееся тем, что шайбы имеют форму, обеспечивающую их взаимное центрирование на цанге при взаимном контактировании их смежных поверхностей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прорези с противоположных торцов выполнены неперекрывающимися по длине, а на внутренней поверхности цанги в зоне прорезей выполнены фиксирующие выступы, а между прорезями - герметизирующие кольцевые выступы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прорези с противоположных торцов выполнены перекрывающимися по длине, а шайбы выполнены с радиальными прорезями.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что внутри цанги установлена втулка из материала высокой прочности, а цанга выполнена из материала с высокой электропроводностью.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смежные поверхности шайб выполнены соответственно выпуклой и вогнутой формы.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смежные поверхности шайб выполнены ступенчатой формы.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шайбы изготовлены из листовых полуфабрикатов.