Способ повышения надежности затяжки резьбового соединения

 

ОП И С АНИЕ

И ЗО БР Е ТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Соеетскик

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

М.Кл. F 16Ь 31/04

Заявлено 04.V.1970 (№ 1439468/25-27) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 21.IV.1972. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 21 VII.1972 иа еитет па долее изаеретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 620.178.352 (088.8) Автор изобретения

Б. А. Матуев

Заявитель

СПОСОБ IIOBbIIIIEHN51 НАДЕNHOCTИ ЗАТЯЖКИ

Р ЕЗЪБО ВО ГО СО ЕД И Н Е Н ИЯ

Изобретение относится к области общего машиностроения.

Известен способ повышения надежности затяжки резьбового соединения путем пластической деформации резьбовых элементов, например болтов, заключающийся в том, что к оси резьбового элемента прикладывают растягивающий ударный импульс. Такой способ не может быть применен в труднодоступных местах и не обеспечивает стабильности затяжки в случае, если стержень стягивает пакет деталей из материалов с различным коэффициентом линейного расширения, превосходящим пределы упругой деформации.

По предлагаемому способу в целях выравнивания напряжений между несколькими болтами, стягивающими детали из материалов, с неодинаковым коэффициентом линейного расширения, пластическое деформирование болтов производят путем нагрева соединения до экстремальных значений температур, достигаемых в процессе эксплуатации.

Этот способ особенно важен в применении к быстроходным составным роторам, в частности, центробежных компрессорных машин, где фланец вала, как правило, стальной, а крыльчатка изготовлена из алюминиевого сплава. Коэффициенты линейного расширения отличаются в. два раза. Это приводит к тому, что отбалансированный ротор через 50 час увеличивает дисбаланс в десять и более раз. При нагреве с течением времени происходит перераспределение напряжений вследствие ползучести сопрягаемых деталей и

5 стержня, т. е. напряженное состояние со временем существенно изменяется в направлении уменьшения неравномерности. Это влечет за собой изменение биений (радиальных и торцевых) крыльчатки, а следовательно, и уве10 личение (против исходного) дисбаланса.

Описываемый способ иллюстрируется на примере нагрева крыльчатки вентилятора.

Крыльчатка 1, регулировочное кольцо 2 и шайба 8 стягиваются болтами 4, ввинчивае15 мыми в резьбовые отверстия фланца вала 5.

При нагреве до рабочей температуры, превосходящей температуру сборки в несколько раз, алюминиевый сплав крыльчатки, облада2д ющий большим коэффициентом линейного расширения (22,6 10 против 11,5.10 у стали), расширяясь, пластически деформируется сам (под головками болтов) и вызывает монстонное возрастание пластической деформации (процесс ползучести) и в болтах 4, в силу чего напряжение в них при неизменной общей деформации уменьшается (в чем и состоит сущность процесса релаксации) .

В крыльчатке, отбалансированной без па3С грева, процесс релаксации продолжается, и

336435

Соста.витель В. Хо,1!одкова

Техред E. Борисова Корректор T. Миронова

Редактор Н. Михайлова

Заказ 3044 Изд 11,о 550 Тираж 448 Подлисное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушска!я наб., д. 4/5

ОбГ!Нс Гния та НОГН!!фп;1 К" Г;1ом си!!10 !, прав зення по 11ечпп! это ведет к разбалансировке машины уже в первые 50 час.

Если же интенсифицировать процесс релаксации места крепления крыльчатки 1 к валу 5 с помощью нагрева до максимальной рабочей температуры до балансировки, то обеспечивается стабильность усилия затяжки, уменьшается пластичность стержня, повышается предел выносливости стержней (болтов) при переменных нагрузках, а главное, стабилизируется величина остаточного дисбаланса, что подтверждается рядом экспериментов, когда отклонение дисбаланса от нормы от нагрева к нагреву становилось меньше. Одно-, двух- и трехкратные нагревы с охлаждением (в зависимости от конкретных требований) обеспечивают стабильность дисоаланса во времени, исключая, разумеется, прирост дисбаланса от износа, проявляющийся при длительной эксплуатации.

Предмет изобретения о

Способ повышения надежности затяжки резьбового соединения путем пластической деформац!ии резьбовых элементов, например, болтов, отличи>ощийся тем, что, с целью вы)О равнивания напряжений между несколькими болтами, стягивающими детали из материалов с неодинаковым коэффициентом линейного расширения, пластическое деформирование болтов производят путем нагрева соединения !

5 до максимальных температур, достигаемых в процессе эксплуатации.