Соединение элементов
Владельцы патента RU 2736753:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Изобретение относится к машиностроению и предназначено для быстрого и надежного соединения цилиндрических элементов большого диаметра, работающих в условиях значительных температурных перепадов. Соединение элементов содержит охватывающий и охватываемый элементы, опорную поверхность на охватывающем элементе для охватываемого элемента, расположенную с зазором относительно соответствующей поверхности охватываемого элемента, крепежные элементы, проходящие через отверстия в соединяемых элементах. Охватываемый элемент выполнен в виде кольца, охватывающий элемент снабжен равномерно расположенными на опорной поверхности, контактирующей с охватываемым элементом, выемками, в которых установлены поворотные упоры, выполненные в виде вала, на концах которого размещены эксцентрики с возможностью упора в поверхности соединяемых элементов. Технический результат: простое, быстрое и надежное соединение с постоянным заданным моментом затяжки цилиндрических элементов большого диаметра, работающих в условиях значительных температурных перепадов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в конструкциях, имеющих «температурный ход», требующих надежного соединения цилиндрических элементов большого диаметра и быстрого разъема.
Известны соединения деталей, в которых соединительный элемент размещен в выемках соединяемых деталей, обращенные друг к другу поверхности которых расположены с зазором (см. Орлов П.И. ʺОсновы конструированияʺ, М., ʺМашиностроениеʺ 1977 г., Т. 1).
Известно соединение грузонесущих элементов (см. Патент РФ №2084712, МПК F16B 7/00, опубл. 20.07.1997), содержащее выполненные на соответствующих грузонесущих элементах охватываемую и охватывающую части и, по крайней мере, один стержневой соединительный элемент, проходящий через отверстия в указанных частях.
В качестве прототипа к заявляемому соединению выбрано соединение грузонесущих элементов, описанное в патенте «Способ соединения деталей. Соединение грузонесущих элементов» (Патент РФ№2151330 МПК F16B 7/00, опубл. 20.06.2000). Указанное соединение содержит выполненные на соответствующих грузонесущих элементах охватываемую и охватывающую части, по крайней мере, один стержневой соединительный элемент, проходящий через отверстия в указанных частях. По крайней мере один из грузонесущих элементов или его часть выполнены с опорной поверхностью для соответствующей части другого грузонесущего элемента, а обращенные друг к другу поверхности охватываемой и охватывающей частей расположены с зазором относительно друг друга, величина которого определена из условия работы стержневого соединительного элемента при действии на грузонесущие элементы сдвигающих усилий.
Общим недостатком известных соединений являются их низкая надежность и длительное время соединения т.к. требуют многократного прохода при задании определенного момента затяжки. Кроме того, при значительных температурных перепадах так называемый «температурный ход» между соединительными деталями может привести к образованию значительных напряжений (при больших положительных температурах), или к ослаблению соединения при отрицательных температурах.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании соединения цилиндрических деталей большого диаметра.
Технический результат: создание простого, быстрого и надежного соединения цилиндрических деталей большого диаметра, работающих в условиях значительных температурных перепадов, минимизация «температурного хода» между соединенными деталями, возможность обеспечения заданного момента затяжки без повторного подкручивания.
Технический результат достигается за счет того, что в заявляемом соединении элементов, содержащем охватывающий и охватываемый элемент, опорную поверхность на охватывающем элементе для охватываемого элемента, расположенную с зазором относительно соответствующей поверхности охватываемого элемента, крепежные элементы, проходящие через отверстия в соединяемых элементах, в отличие от прототипа охватываемый элемент выполнен в виде кольца, охватывающий элемент снабжен равномерно расположенными на опорной поверхности, контактирующей с охватываемым элементом, выемками, в которых установлены поворотные упоры, выполненные в виде вала, наконцах которого размещены эксцентрики с возможностью упора в поверхности соединяемых элементов.
В средней части вала каждого поворотного упора и в кольце напротив него могут быть выполнены равномерно расположенные отверстия, предназначенные для размещения поворачивающего упор рычага, при этом в охватываемом элементе выполнены сквозные отверстия, соединенные сквозными пазами с внутренней боковой поверхностью кольца.
Использование всех признаков заявляемого изобретения позволяет соединять цилиндрические элементы быстро, надежно и с постоянным заданным моментом затяжки. Принимая во внимание, что время выставления усилия для осуществления заявляемого соединения на порядок меньше, чем существующие, то при сборках и разборках заявляемого соединения, существенно сокращается техпроцесс сборки-разборки цилиндрических деталей большого диаметра.
Кроме того, использование заявляемого устройства позволяет поддерживать примерно постоянный момент затяжки между соединяемыми элементами при значительных температурных перепадах, за счет того, что усилия, создаваемые эксцентриками, в меньшей степени зависят от изменений температур в отличии от обычных болтовых соединений или классических витых пружин.
Выполнение в средней части вала каждого поворотного упора и в кольце напротив них равномерно расположенных отверстий, в охватываемом элементе сквозных отверстий, соединенных сквозными пазами с внутренней боковой поверхностью кольца, сокращается процесс сборки-разборки цилиндрических деталей большого диаметра при помощи поворачивающего упор рычага
Изобретение поясняется фигурами.
На фиг. 1 и 2 представлен общий вид заявляемого соединения элементов в аксонометрии, на фиг. 3 изображены различные положения эксцентрика межу соединяемыми элементами.
Соединение элементов содержит охватывающий 5 и охватываемый 6 элементы, опорную поверхность 9 на охватывающем элементе 5 для охватываемого элемента, расположенную с зазором 10 относительно соответствующей поверхности охватываемого элемента 6, крепежные элементы 8, проходящие через отверстия в соединяемых элементах. Охватываемый элемент 6 выполнен в виде кольца.
Охватывающий элемент 5 снабжен равномерно расположенными на опорной поверхности 9, контактирующей с охватываемым элементом 5, выемками 11, в которых установлены поворотные упоры 3, выполненные в виде вала 1, на концах которого размещены эксцентрики 2 с возможностью упора в поверхности соединяемых элементов 5 и 6.
В средней части вала 1 каждого поворотного упора 3 и в кольце 6 напротив него выполнены равномерно расположенные отверстия 12, предназначенные для размещения поворачивающего упор рычага 4, при этом в охватываемом элементе - кольце 6 выполнены сквозные отверстия 13, соединенные сквозными пазами 14 с внутренней боковой поверхностью кольца 6.
Соединение элементов работает следующим образом: после сборки элементы 5 и 6 стягиваются крепежными элементами 8 (болтовое соединение) и с помощью съемной планки 7 выставляется начальный требуемый зазор А относительно соответствующей поверхности охватываемого элемента 6 и опорной поверхностью 9 на охватывающем элементе 5.
Далее с помощью рычага 4 вал 1 вместе с эксцентриками 2 поворачивают на заданный угол, создавая тем самым фиксирующее усилие между кольцами 5 и 6.
Меняя при помощи рычага 4 углы положения эксцентриков 2, поддерживается заданный момент затяжки между соединяемыми элементами 5 и 6 при значительных температурных перепадах.
Для усиления фиксации соединения элементов в освободившееся от рычага 4 отверстие 13 вала 1может быть установлен стопорный штифт 10. Использование штифта 10 позволяет надежно зафиксировать положение поворотного упора 3 в разных угловых положениях.
Съемная планка после фиксации соединения элементов может быть удалена.
Процедура разборки соединения элементов 5 и 6 проводится в обратном порядке и также не представляет сложности.
Преимуществом заявляемого соединения является возможность для соединяемых элементов большого диаметра, а, следовательно, имеющих большое количество крепежных элементов, за один проход обеспечить требуемое усилие соединения элементов без дополнительных проверок.
Таким образом, обеспечивается простое, быстрое и надежное, заданный моментом затяжки между соединяемыми цилиндрическими элементами большого диаметра, работающими в условиях значительных температурных перепадов.
1. Соединение элементов, содержащее охватывающий и охватываемый элементы, опорную поверхность на охватывающем элементе для охватываемого элемента, расположенную с зазором относительно соответствующей поверхности охватываемого элемента, крепежные элементы, проходящие через отверстия в соединяемых элементах, отличающееся тем, что охватываемый элемент выполнен в виде кольца, охватывающий элемент снабжен равномерно расположенными на опорной поверхности, контактирующей с охватываемым элементом, выемками, в которых установлены поворотные упоры, выполненные в виде вала, на концах которого размещены эксцентрики с возможностью упора в поверхности соединяемых элементов.
2. Соединение элементов, по п. 1, отличающееся тем, что в средней части вала каждого поворотного упора и в кольце напротив них выполнены равномерно расположенные отверстия, предназначенные для размещения поворачивающего упор рычага, при этом в охватываемом элементе выполнены сквозные отверстия, соединенные сквозными пазами с внутренней боковой поверхностью кольца.
