Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом



Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом
G01L7/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью элементов, чувствительных к механическому воздействию или давлению упругой среды (передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, с помощью электрических или магнитных средств G01L 9/00; измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух или более величин давления G01L 15/00; измерение давления в полых телах G01L 17/00; вакуумметры G01L 21/00; полые тела, деформируемые или перемещаемые под действием внутреннего давления, как таковые G12B 1/04)

Владельцы патента RU 2644033:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом. Заявленное устройство для фиксации эпюры давления содержит чувствительный элемент в виде шариков, расположенных в один слой между поверхностями, при этом устройство содержит втулку, снабженную пружиной сжатия, установленной с зазором на штоке, диаметр которого на участке сопряжения с внутренней контактной поверхностью контролируемой охватывающей детали меньше на удвоенный диаметр шарика, а его длина равна длине внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали, причем втулка и шток образуют кольцевую полость, заполненную шариками по всему объему, количество которых по окружности внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали определяют по предложенному соотношению. Техническим результатом предложенного устройства является создание нового устройства для фиксации эпюры давления в соединении с натягом, которое обеспечивает повышение точности фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом. 3 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом.

Известен многоштифтовой прибор для определения эпюры давления поршневых колец (а.с. 275480, М. Кл. G01L, заявл. 11.11.1968, опубл. 03.07.1970, бюл. №22), содержащий радиально расположенные в корпусе микрометрические винты, датчики усилия и элементы для передачи усилия от контролируемого кольца к датчикам усилия, при этом датчик усилия выполнен в виде П-образного упругого элемента с тензодатчиком, а элементы для передачи усилия от контролируемого кольца к датчикам усилия выполнены в виде шариков, свободно установленных в обойме, охватывающей боковые стенки П-образного упругого элемента; датчик усилия снабжен устройством для перемещения обоймы вдоль продольной оси П-образного упругого элемента.

Недостатком этого устройства является то, что оно предназначено только для определения эпюры давления на гладкой наружной цилиндрической поверхности, а на внешней поверхности контролируемой охватывающей детали соединения с натягом его невозможно использовать, поскольку она может иметь различные конструктивные элементы, например диск зубчатого колеса, кроме того, это устройство вообще невозможно разместить между контактными поверхностями соединения с натягом для фиксации эпюры давления на сопрягаемых поверхностях соединения.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для фиксации эпюры давления (а.с. №574646, М. Кл. G01L 7/00, заявл. 25.05.1976, опубл. 30.09.1977, бюл. №36), содержащее чувствительный элемент, размещенный между контактными поверхностями, разделенными прослойкой порошкового материала, при этом чувствительный элемент выполнен в виде сепаратора из эластичного материала, установленного на одной из контактных поверхностей, и шариков, расположенных в один слой в сепараторе.

Недостатком этого устройства является то, что его невозможно использовать для фиксации эпюры давления на сопрягаемых поверхностях соединения с натягом, поскольку прослойка порошкового материала имеет малый модуль нормальной упругости и соответственно большую деформацию под нагрузкой; это очевидно приведет к полному снятию натяга (и к полному исчезновению давления) в соединении с натягом, который определяется начальной разностью диаметров контактных поверхностей охватывающей и охватываемой деталей.

Задачей изобретения является разработка устройства для фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом.

Техническим результатом изобретения является повышение точности фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом.

Технический результат достигается тем, что устройство для фиксации эпюры давления, содержащее чувствительный элемент в виде шариков, расположенных в один слой между поверхностями, при этом устройство содержит втулку, снабженную пружиной сжатия, установленной с зазором на штоке, диаметр которого на участке сопряжения с внутренней контактной поверхностью контролируемой охватывающей детали меньше на удвоенный диаметр шарика, а его длина равна длине внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали, причем втулка и шток образуют кольцевую полость, заполненную шариками по всему объему, количество которых по окружности внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали определяют по соотношению

где n - количество шариков, расположенных по окружности внутреннего диаметра d контролируемой охватывающей детали

a - коэффициент, зависящий от соотношения наружного dн и внутреннего d диаметров контролируемой охватывающей детали

,

dн - наружный диаметр контролируемой охватывающей детали,

d - внутренний диаметр контролируемой охватывающей детали.

Устройство для фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом, характеризуется тем, что содержит втулку, снабженную пружиной сжатия, установленной с зазором на штоке, диаметр которого на участке сопряжения с внутренней контактной поверхностью контролируемой охватывающей детали меньше на удвоенный диаметр шарика. Это позволяет разместить чувствительный элемент (стальные шарики) между штоком и отверстием в контролируемой охватывающей детали, сохранив при этом натяг в соединении. При этом длина уменьшенного диаметра штока равна длине внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали. Это позволяет разместить чувствительный элемент (стальные шарики) по всей длине внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали.

Втулка и шток образуют кольцевую полость, заполненную шариками по всему объему, что позволяет при тепловой сборке соединения с натягом заполнить пространство между штоком и внутренней контактной поверхностью контролируемой охватывающей детали шариками.

Количество шариков по окружности внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали должно быть не менее, чем определенное по предложенному авторами соотношению (1). Указанное количество шариков обеспечивает равномерное распределение давления по окружности диаметром d соединения с натягом, поскольку практически исключает напряжения изгиба в контролируемой охватывающей детали, которые могут возникнуть при дискретном приложении нагрузки (через зоны контакта шариков с внутренней поверхностью контролируемой охватывающей детали) при недостаточном количестве шариков; причина возможного возникновения напряжений изгиба в контролируемой охватывающей детали при недостаточном количестве шариков по окружности внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали состоит в том, что под действием сосредоточенных сил (в зонах контакта шариков) круговая форма контура контролируемой охватывающей детали будет искажаться. Количество шариков, определенное по соотношению (1), обеспечивает повышение точности фиксации эпюры давления по длине соединения с натягом, собранного тепловым способом.

На фиг. 1 показан общий вид устройства в исходном положении; на фиг. 2 - устройство в процессе сборки; на фиг. 3 - устройство, собранное с деталью.

Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом (по фиг. 1) состоит из втулки 1, снабженной пружиной сжатия 2, установленной с зазором на штоке 3, диаметр которого на участке сопряжения с внутренней контактной поверхностью контролируемой охватывающей детали меньше на удвоенный диаметр шарика 4, а его длина L равна длине внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали 5 (фиг. 3), причем втулка 1 и шток 3 образуют кольцевую полость, заполненную шариками 4 по всему объему, количество которых по окружности внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали определяют по соотношению (1).

Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом работает следующим образом.

Предварительно оператор устанавливает на шток 3 втулку 1 и пружину сжатия 2 (фиг. 1). Затем оператор сдвигает втулку 1 вдоль штока 3, сжимая пружину 2, открывая кольцевую полость между втулкой 1 и штоком 3. Кольцевую полость заполняют шариками 4; по мере заполнения кольцевой полости втулка 1 под действием пружины сжатия 2 закрывает кольцевую полость; после этого шток 3 готов к последующей сборке соединения с натягом. Перед сборкой соединения тепловым способом контролируемую охватывающую деталь 5 (фиг. 3) необходимо нагреть до температуры, при которой диаметр d отверстия в контролируемой охватывающей детали 5 увеличивается, обеспечивая необходимый зазор для сборки соединения с натягом. Тот же результат может быть получен также охлаждением до необходимой температуры собранного штока (см. фиг. 1) в жидком азоте или воздухе. Далее шток 3 вставляют в отверстие контролируемой охватывающей детали 5 (фиг. 2). По мере движения штока 3 вдоль отверстия в контролируемой охватывающей детали 5 втулка 1, удерживаемая пружиной сжатия 2, сдвигается вдоль штока 3, а шарики 4 размещаются между штоком 3 и внутренней поверхностью контролируемой охватывающей детали 5. Собранное соединение с натягом показано на фиг. 3. После охлаждения собранного соединения с натягом до комнатной температуры (или нагрева до комнатной температуры предварительно охлажденного собранного штока 3) контролируемую охватывающую деталь 5 разрезают вдоль образующих цилиндра на две равные части. По измеренным глубинам или диаметрам отпечатков, образовавшихся в контакте шариков 4 на контактных поверхностях штока 3 или контролируемой охватывающей детали 5, фиксируют эпюру давления по длине сопряжения соединения с натягом.

Пример. В качестве примера примем: внутренний диаметр контролируемой охватывающей детали 4 - d=40 мм, а ее наружный диаметр - dН=80 мм. Тогда коэффициент, зависящий от соотношения наружного dн и внутреннего d диаметров контролируемой охватывающей детали - a=1,5. По формуле (1) вычисляем необходимое количество шариков 5, расположенных по окружности внутреннего диаметра d контролируемой охватывающей детали n>59,66; принимаем n=60. Необходимый диаметр шарика dш определяем из геометрических соотношений

Принимаем dш=2 мм.

Таким образом, предложенное устройство для фиксации эпюры давления обеспечивает повышение точности фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом, благодаря использованию необходимого количества шариков по окружности контактных поверхностей соединения с натягом, что исключает возникновение напряжений изгиба в контролируемой охватывающей детали, которые могут исказить реальную эпюру давления.

Устройство для фиксации эпюры давления в соединении с натягом, содержащее чувствительный элемент в виде шариков, расположенных между контактными поверхностями, отличающееся тем, что содержит втулку, снабженную пружиной сжатия, установленной с зазором на штоке, диаметр которого на участке сопряжения с внутренней контактной поверхностью контролируемой охватывающей детали меньше на удвоенный диаметр шарика, а его длина равна длине внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали, причем втулка и шток образуют кольцевую полость, заполненную шариками по всему объему, количество которых по окружности внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали определяют по соотношению

где n - количество шариков, расположенных по окружности внутреннего диаметра d контролируемой охватывающей детали,

a - коэффициент, зависящий от соотношения наружного dн и внутреннего d диаметров контролируемой охватывающей детали

dн - наружный диаметр контролируемой охватывающей детали,

d - внутренний диаметр контролируемой охватывающей детали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области «Физика материального контактного взаимодействия» и касается способа определения по данным удельного сцепления Сстр, угла внутреннего трения и удельного веса материальной структурированной среды, и по показателю угла внутреннего трения среды в нарушенном состоянии показателя удельного сцепления и удельного веса среды в нарушенном состоянии.

Изобретение относится к физике материального контактного взаимодействия и рассматривает предельное состояние материальной среды под нагрузкой.Сущность изобретения состоит в том, что при испытании материальной среды на сжимаемость и сдвиг истинное предельное состояние растяжения-сжатия массива материальной среды на глубине h от поверхности полупространства под штампами различной формы и жесткости определяют по зависимости: при (структурированная среда); (кГ/см2) при (нарушенная среда);где - главное нормальное сжимающее давление (кГ/см2); - главное отрицательное тангенциальное срезающее напряжение (кГ/см2); - давление связности среды (кГ/см2); - гравитационное (бытовое) давление структурированной среды (кГ/см2); - гравитационное давление среды с нарушенной структурой (кГ/см2);Ратм=1/033 (кГ/см2) - атмосферное давление на поверхности Земли; (кГ/см2) - действующее сжимающее давление в массиве; - действующие в массиве среды отрицательные тангенциальные напряжения (кГ/см2); (кГ/см3) - удельный вес среды в нарушенном состоянии; (кГ/см2) - среднее критическое (разрушающее) для среды давление сжатия, (кГ/см2), а тангенциальные напряжения сдвига в среде под штампом принимают отрицательными по величине, при этом истинное предельное состояние растяжения-сжатия массива материальной среды по данным компрессионно-сдвиговых испытаний ее образцов на сжатие определяют по зависимостям: (кГ/см2) при (структурированная среда); (кГ/см2) при (нарушенная среда);где γстрh=ратм=1,033 (кГ/см2), - главное отрицательное тангенциальное срезающее напряжение в компрессионно-сдвиговом приборе (кГ/см2), - главное нормальное сжимающее давление в компрессионно-сдвиговом приборе (кГ/см2), а тангенциальные напряжения сдвига в среде образца под штампом компрессионного прибора принимают отрицательными по величине, а истинное предельное состояние массива материальной среды по данным одноосного сжатия-растяжения образца среды определяют по зависимостям: - при сжатии; - при растяжении,а тангенциальные напряжения сдвига в образце принимают положительными по величине при растяжении и сжатии.

Изобретение относится к области физики материального контактного взаимодействия и касается способа определения на заданной глубине h>106⋅С/γ (м) массива связной среды гравитационного (бытового) давления по зависимости , (МПа), где Сстр (МПа) - удельное сцепление, γ (Н/м3) - удельный вес структурированной среды, - ее угол внутреннего трения, для среды с нарушенной структурой , .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям величины давления фундаментной плиты на грунт таких сооружений, как реакторные отделения АЭС, мосты, плотины, высотные и промышленные здания, и может быть использовано в системах мониторинга за напряженно-деформированным состоянием грунтов.

Изобретение относится к устройствам пневмоавтоматики для космической техники и может быть использовано в различных областях промышленности для работы со сжатыми газами при необходимости понижения давления газа до заданной величины и автоматического поддержания этого давления в заданных пределах.

Изобретение относится к области «физика материального взаимодействия». Способ определения механических параметров нарушенной материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия заключается в том, что фиксируют определяющий для исследуемой среды физический параметр внешнего воздействия - температуру Т(°С), плотность ρ (кг/см3), ускорение гравитационного притяжения (g, м/с2) и движения материального тела (α, м/с2), световое излучение, радиоактивность, электрическое и магнитное воздействие, устанавливают требуемый механический параметр материальной среды с учетом влияния физических определяющих параметров внешнего воздействия, определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной (природной) среды.

Изобретение относится к вакуумметрии и средствам измерения парциальных давлений газов и предназначено для контроля общего давления, плотности и химического состава газа в контролируемом объеме.

Описаны встраиваемые регуляторы давления. Представленный в качестве примера регулятор давления включает корпус, снабженный резьбой для подключения резьбовым соединением к порту другого регулятора давления.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давления в гидроприводе или пневмоприводе. Техническим результатом является обеспечение измерения давления в гидроприводе без нарушения целостности трубопровода, а также без нарушения герметичности гидросистемы.

Изобретение относится к способам изготовления датчиков давления и может быть использовано в микро- и наноэлектронике для изготовлении систем для измерения давления окружающей среды.

Измерительный преобразователь (260) технологической переменной для восприятия технологической переменной технологической текучей среды в промышленном процессе включает в себя технологическую прокладку (200), имеющую поверхность, выполненную с возможностью образования уплотнения с поверхностью технологического резервуара. Технологическая прокладка (200) подвержена воздействию технологической текучей среды через отверстие в поверхности технологического резервуара. Датчик (220) технологической переменной удерживается технологической прокладкой (200) и выполнен с возможностью восприятия технологической переменной технологической текучей среды и предоставления выходного сигнала (222) датчика. Измерительная схема (282), подсоединенная к датчику (220) технологической переменной, предоставляет выходной сигнал измерительного преобразователя технологической переменной, зависящий от воспринятого выходного сигнала технологической переменной. Причем технологическая прокладка включает в себя часть, образованную для размещения датчика внутри технологической прокладки. Технический результат – уменьшение количества соединений, требуемых для того, чтобы подсоединить датчик технологической переменной к технологической текучей среде. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом. Заявленное устройство для фиксации эпюры давления содержит чувствительный элемент в виде шариков, расположенных в один слой между поверхностями, при этом устройство содержит втулку, снабженную пружиной сжатия, установленной с зазором на штоке, диаметр которого на участке сопряжения с внутренней контактной поверхностью контролируемой охватывающей детали меньше на удвоенный диаметр шарика, а его длина равна длине внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали, причем втулка и шток образуют кольцевую полость, заполненную шариками по всему объему, количество которых по окружности внутренней контактной поверхности контролируемой охватывающей детали определяют по предложенному соотношению. Техническим результатом предложенного устройства является создание нового устройства для фиксации эпюры давления в соединении с натягом, которое обеспечивает повышение точности фиксации эпюры давления в соединениях с натягом, собранных тепловым способом. 3 ил.

Наверх