Шпоночное соединение



Шпоночное соединение
Шпоночное соединение
Шпоночное соединение

 


Владельцы патента RU 2443912:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетно-космической технике для соединения между собой различных составных частей изделий, а также в других областях, и направлено на равномерность контактных напряжений между соединяемыми элементами и шпонкой и практически исключает возникновение участков смятия деталей. 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, а окно закрыто фиксатором, закрепленным на наружном шпангоуте. На боковых поверхностях шпонки выполнены уступы с опорными в радиальном направлении поверхностями, которые находятся в контакте с сопрягаемыми поверхностями шпангоутов, одна из них контактирует с поверхностью наружного шпангоута, другая с поверхностью внутреннего, а фиксатор имеет внутренний радиальный выступ, высота которого равна толщине наружного шпангоута. 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетно-космической технике для соединения между собой различных составных частей изделий (корпусов, сопел, днищ, отсеков и т.д.), а также в других областях.

Широко известны шпоночные соединения, применяемые для стыковки между собой элементов РДТТ (см. Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе / Под общ. ред. чл.-корр. РАН, д-ра техн. наук, проф. Л.Н.Лаврова. - М.: Машиностроение, 1993. - Стр.70 (рис 2.23г); стр.118 (рис.2.51)).

Основным недостатком такой конструкции является разворот шпонки в кольцевой полости в пределах заданных допусков при действии осевой нагрузки, вследствие чего контакт соединяемых элементов со шпонкой происходит по линиям, а не по боковым площадкам шпонки. В связи с этим происходит смятие металла по линиям контакта у соединяемых элементов и в итоге затрудняется последующая разборка стыка (например, после проведения испытаний) и требуется доработка деталей соединения.

Технической задачей настоящего изобретения является исключение разворота шпонки в кольцевой полости и обеспечение равномерного контактного давления между шпонкой и соединяемыми элементами.

Технический результат достигается тем, что в шпоночном соединении, включающем в себя соединяемые части изделий, состоящие из наружного и внутреннего шпангоутов, в кольцевую полость между которыми через окно в наружном шпангоуте установлены шпонки, а окно закрыто фиксатором, закрепленным на наружном шпангоуте, на боковых поверхностях шпонки выполнены уступы с опорными в радиальном направлении поверхностями, которые находятся в контакте с сопрягаемыми поверхностями шпангоутов, одна из них контактирует с поверхностью наружного шпангоута, другая с поверхностью внутреннего, а фиксатор имеет внутренний радиальный выступ, высота которого равна толщине наружного шпангоута.

На фиг.1 показано сечение известного шпоночного соединения при работе.

На фиг.2 показано основное сечение предлагаемого шпоночного соединения.

На фиг.3 показано сечение предлагаемого соединения в районе окна для установки шпонок.

При работе известного шпоночного соединения (фиг.1) при сдвигающей нагрузке Т, действующей на наружный 1 и внутренний 2 шпангоуты, шпонка 3 может разворачиваться в пределах заданных допусков. При этом схема работы соединения является нерасчетной, так как контакт соединяемых элементов со шпонкой происходит по двум окружностям 4. Это значительно увеличивает местное контактное давление и в итоге приводит к смятию металла на соединяемых элементах и на самой шпонке.

Для обеспечения равномерного контактного давления между шпонкой и соединяемыми элементами требуется исключить разворот шпонок. Это достигается за счет того, что на боковых поверхностях 5 шпонки 3 (фиг.2) выполнены уступы с опорными в радиальном направлении поверхностями 6, которые находятся в контакте с сопрягаемыми поверхностями наружного 1 и внутреннего 2 шпангоутов.

Окно 7 (фиг.3) для установки шпонок 3 закрыто фиксатором 8, который на внутренней поверхности имеет радиальный выступ 9. Высота выступа равна толщине наружного шпангоута h. Фиксатор 8 закреплен винтами 10 на наружной поверхности шпангоута 1.

Работа шпоночного соединения заключается в следующем.

При действии на шпангоуты 1, 2 сдвигающей нагрузки на шпонке 3 (фиг.2) возникает крутящий момент от контактных сил Т, действующих по боковым поверхностям 5. Опорные поверхности 6 входят в контакт с сопрягаемыми поверхностями шпангоутов 1, 2. Силы реакции R, действующие на опорные поверхности 6, создают противоположно направленный крутящий момент, препятствующий развороту шпонки 3. При этом силы Т, R равномерно распределены по контактным поверхностям 5, 6 соответственно.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает равномерность контактных напряжений между соединяемыми элементами и шпонкой и практически исключает возникновение участков смятия деталей.

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, а окно закрыто фиксатором, закрепленным на наружном шпангоуте, отличающееся тем, что на боковых поверхностях шпонки выполнены уступы с опорными в радиальном направлении поверхностями, которые находятся в контакте с сопрягаемыми поверхностями шпангоутов, одна из них контактирует с поверхностью наружного шпангоута, другая - с поверхностью внутреннего, а фиксатор имеет внутренний радиальный выступ, высота которого равна толщине наружного шпангоута.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к узлам крепления и способам крепления посредством упомянутых узлов. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к изготовлению ходовых и тяговых винтов, может быть использовано при изготовлении тяговых винтов для установок электрошлакового переплава.

Изобретение относится к крепежным элементам. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гайкам. .

Изобретение относится к крепежным устройствам. .

Изобретение относится к крепежным устройствам. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно сборно-разборным резьбовым соединениям машин, механизмов, конструкций, работающих в условиях сложных комплексных нагрузок со знакопеременными составляющими и высокими требованиями к надежности

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для преобразования вращательного движения в поступательное

Изобретение относится к области общего машиностроения, может быть использовано в резьбовых соединениях деталей машин и направлено на повышение сил трения и надежности контрения гайки от возможного самоотворачивания

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетной технике при проектировании конструкции корпуса твердотопливных двигателей, например для газогенераторов, рулевых приводов маршевых двигателей, тормозных двигателей или для пороховых аккумуляторов давления для разделения между собой маршевых ступеней ракеты, когда требуется максимальное совершенство конструкции двигателей специального назначения (ДСН)

Изобретение относится к комплекту из болта и гайки и направлено на предотвращение проворачивания между болтом и гайкой

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано в ненапряженных шпоночных соединениях с невыпадающей шпонкой и направлено на повышение надежности соединения

Изобретение относится к машиностроению, к подвижным резьбовым соединениям

Изобретение относится к машиностроению, к подвижным резьбовым соединениям

Изобретение относится к способу монтажа крепежных винтов на дне тормозного цилиндра согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к изготовленному с помощью способа тормозному цилиндру
Наверх