Резьбовое соединение деталей силовых машин

Предлагаемый узел относится к ответственным узлам, используемым в машиностроении. В резьбовых соединениях с использованием шпилек при работе в условиях сложного нагружения имеет место значительный изгиб шпильки по всей длине, причем максимальные изгибающие напряжения приходятся на сечение резьбовой части, которое совпадает с первым витком, где имеют место значительные концентрации напряжений, и которое разрушается, прежде всего, в данных соединениях. Цель изобретения - повышение прочности соединения путем уменьшения изгибающих напряжений под резьбовой частью, повышение равномерности распределения поперечной нагрузки в групповом резьбовом соединении, повышение жесткости соединения на сдвиг. Поставленная цель достигается тем, что в пределах одной соединяемой детали шпилька имеет конический участок, большим основанием направленный в сторону гайки, а в другой детали выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку шпильки без зазора, переходящее к цилиндрической расточке меньшего диаметра, примыкающего к плоскости разъема. 1 ил.

 

Изобретение относится к ответственным соединениям, используемым в машиностроении.

Известны резьбовые соединения деталей машин, в которых осуществляется соединение шпильками [1] (стр. 12 рис. 1.4. в).

При работе резьбового соединения со шпилькой, в условиях сложного нагружения имеет место значительный изгиб шпильки по всей длине, причем максимальные изгибающие напряжения приходятся на сечение резьбовой части, которое совпадает с первым витком, где имеет место значительные концентрации напряжений и которое разрушается, прежде всего, в данных соединениях [1].

Известен еще узел соединения деталей в котором, в детали, к которой примыкает гайка, выполнено болтовое отверстие под посадку болта без зазора, плавно переходящее к плоскости разъема, а в другой детали выполнено отверстие, в котором коническая часть болта установлена с зазором, меньшим основанием коническая часть болта направлена в сторону резьбовой части, большее основание заканчивается радиусной канавкой для уплотнителя, а пространство между плоскостью разъема и уплотнителем заполнено полимерным материалом [2].

Основными недостатками данного решения является необходимость обеспечения достаточно высокой точности соосности отверстий соединяемых деталей, а также высокая трудоемкость изготовления.

Цель изобретения - повышение прочности и жесткости соединения путем уменьшения изгибающих напряжений под резьбовой частью, повышение равномерности распределения поперечной нагрузки в групповом резьбовом соединении.

Поставленная цель достигается тем, что в пределах одной соединяемой детали шпилька имеет конический участок, большим основанием направленный в сторону гайки, а в другой детали выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку шпильки без зазора, переходящее к цилиндрической расточке меньшего диаметра, примыкающего к плоскости разъема.

На чертеже показан продольный разрез предлагаемого соединения (Фиг. 1).

Соединение содержит установленные в отверстия деталей 1 и 2 шпильку 3, втулку 4 с гайками 5 и 6.

В детали 1 выполнено цилиндрическое отверстие диаметром d₁ высотой переходящее в коническую часть высотой большим основанием примыкающий к гайке, для установки конической части шпильки диаметрами d₂ и d₃.

В детали 2 выполнено цилиндрическое отверстие диаметром d₇ и высотой для установки втулки 4 диаметром d₆ с зазором Δ₂ под посадку шпильки 3 без зазора.

Между отверстием детали 2 и втулкой 4 предусмотрен зазор Δ₂ который меньше чем зазор Δ₁. С выбором зазора Δ₂ происходит выравнивание поперечной нагрузки в групповом резьбовом соединении.

При сборке соединения шпилька 3 свободно входит в цилиндрическое отверстие диаметром d₁ и упирается конической поверхностью в коническую опорную часть детали 1, после чего устанавливается втулка 4 и производится затяжка шпильки гайками 5 и 6 последовательно на рекомендуемое значение.

При работе группового резьбового соединения под действием поперечных нагрузок все крепежные детали деформируются как трех опорные стержни с тремя защемленными участками, полностью исключающие изгиб резьбовых частей. При этом равномерность распределения поперечной нагрузки равна 1, что существенно повышает прочность и жесткость соединения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. - М.: Машиностроение, 1990 г. - 368 с.

2. Патент №2350792. Москва 27.03.2009 (прототип).

Узел резьбового соединения деталей машин, содержащий две соединяемые детали, в отверстиях которых установлена шпилька с втулкой и гайками, отличающийся тем, что в пределах одной соединяемой детали шпилька имеет конический участок, большим основанием направленный в сторону гайки, а в другой детали выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку шпильки без зазора, переходящее к цилиндрической расточке меньшего диаметра, примыкающего к плоскости разъема.