Устройство для исследования распределения нагрузки в резьбе

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик >648758 (6j) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено01.12,76 (21) 2424923/25 27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

F 16 В 33/0.0

Геоударотвеииый комитет

СССР оо делам изооретеиий и открытий

Опубликовано25.02.79.Бюллетень № 7 (53) УДК 621.882 (088. 8) Дата опубликования описания 28.02.79 (72) Авторы изобретения

В. В. Менг и 10. П. Шевченко (71) Заявитель

Таллинский политехнический инстиг>.т (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

НАГРУЗКИ В РЕЗЬБЕ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в заводских и научно-исследовательских лабораториях, занимающихся расчетом и конструированием ответственных резьбовых соединений или исследованием распределения нагрузки между кольцевыми выступами арматуры в армированных пластмассовых изделиях, используемых во всех отраслях машиностроения, а также для исследования распределения нагрузки между зубьями елочных хвостовых соединений рабочих лопаток турбин в энергомашиностроении.

Известно устройство для исследования распределения нагрузки в витках резьбовых, деталей, содержащее опорную плиту, опираю щуюся на нее опытную гайку, шпильку, узел нагружения и наклеенные на гайку тензодатчики (1) .

Недостатки указанного известного устройства состоят в его недостаточной точности.

Известно также устройство для исследования распределения нагрузки в резьбе, содержащее жесткую опорную плиту, четыре симметрично расположенные стойки, проходящие через опорную плиту н опорные площадки, расположенные параллельно опорной плите, узлы нагружения, опытную гай ку и телескопический винт, Bhlllo 1ненныи в виде нескольких соосно расположенных валиков и втулок с рсзьбовым витком <а каждой втулке и B;lлике. Узлы нагружения состоят из тарированных тарельчатых пружин, нагружающих гаек, шайб и опорных подшипников (2). Положение витков при навинченной на них опытной гайке фиксируется фиксаторной шайбой. На концы стоек навинчены гайки, при затяжке которых обеспечивается необходимая жесткость устройства.

Опытное исследование распределения нагрузки в резьбовом соединении с помощью данного устройства состоит из двух этапов.

На первом этапе опытную гайку нагружают усилием ввинченной в нее шпильки сплошного сечения. Относительные деформации на поверхности тела опытной гайки определяются с помощью наклеенных на нее тензодатчиков. На втором этапе опытную гайку нагружают витками телескопического витка и сравнением деформации гайки устанавлива648758 ют наиболее достоверное распределение нагрузки в резьбе.

Недостатком указанного известного устройства является невозможность его использования при дискретной схеме исследования распределения нагрузки в резьбе, так как .в этом случае реальное резьбовое соединение заменяется условным, состоящим из винта и гайки с замкнутыми плоскими кольцевыми витками. Наряду с непрерывной схемой расчета дискретная схема, впервые предложенная Н. Е. Жуковским, также имеет широкое распространение, а в некоторых случаях — и преимущества перед непрерывной. Испытания по дискретной схеме могут полнее выявить ее достоинства и недостатки.

Цель изобретения — повышение точности исследования распределения нагрузки в резь бе по дискретной схеме — достигается тем, что телескопический винт и опытная гайка выполнены с замкнутыми плоскими кольцевыми витками.

На фит. 1 представлен продольный разрез описываемого устройства; на фиг. 2— продольный разрез телескопического винта по А — А; на фиг. 3 — схема соединения

«болт-гайка»; на фиг. 4 — опытная гайка в разрезе; на фиг. 5 — схема нагружения витков телескопического винта.

Устройство состоит из жесткой опорной плиты 1, четырех симметрично расположенных стоек 2, проходящих через опорную плиту 1 и опорные.площадки 3, 4, 5 и 6, мерных распорных втулок 7, 8 и 9, опытной гайки 10, опирающейся через шайбу 11 на опорную плиту 1. Узлы нагружения состоят из тарированных тарельчатых пружин 12, 13, 14, 15 и 16, нагружающих гаек 17, 18, 19, 20 и 21, шайб 22, 23, 24, 25 и 26 и упорных подшипников 27, 28, 29, 30 и 31. Усилия сжатия пружин 12, !3, 14, 15 и 16 при повороте гаек 17, 18, 19, 20 и 21 передаются через шайбы 22, 23, 24, 25 и 26 и упорные подшипники 27, 28, 29, 30, 31 на витки телескопического винта, выполненные заодно на пяти соосных валиках и втулках 32, 33, 34, 35 и 36, сопряженных между собой подвижными посадками. На концы стоек 2 навинчены гайки 37, при затяжке которых обеспечивается необходимая жесткость устройства.

Усилия сжатия определяют с помощью та рировочных кривых по изменениям расстояний между шайбами 22, 23, 24, 25, 26 и опорными площадками 3, 1, 4, 5 и 6 соответственно (для контроля усилия сжатия можно также использовать тензодатчики, если их наклеить на одну из тарелок пакета пружин) . Ввиду незначительных усилий, поворот нагружающих гаек 17, 18, 19, 20 и 21 при нагружении пружин осуществляется вручную с помощью штыревого ключа, вставляемого в радиальные отверстия гаек.

Для измерения деформации на опытной .гайке 10 наклеиваются тензодатчики с одинаковыми параметрами и расположением.

Изменение сопротивлений тензодатчиков фиксируется с помощью любого измерителя статических деформаций.

Последовательность работ на устройстве следующая.

Перед испытанием устройство разбирают и из него извлекают телескопический

10 винт. Для этого сначала разбирают узел нагружения 2-ого витка, для чего отвинчивают гайку 17, вынимают упорный подшипник 27, шайбу 22 и пакет тарельчатых пружин 12. Затем отвинчивают гайки 37, сни t5 мают опорную площадку 3 и в той же последовательности (гайка 18 — упорный подшипник 28 — шайба 23 — пакет тарельчатых пружин 13) разбирают узел нагружения 1-ого витка. Далее, снимая поочередно опорные площадки 6, 5, 4 и распорные втул2С ки 9 и 8, аналогично разбирают узлы нагружения З-го, 4-ro и 5-ro витков, после чего вынимают из опорной плиты телескопический винт (позиции 34, 35, 36, 32 и 33, фиг. 1 и 2). Затем телескопический винт монтируется совместно с опытной гайкой 10 и вместе с шайбой 11 устанавливается на опорной плите 1. Для монтажа опорной гайки 10 на телескопический винт ее разрезают по диаметральной плоскости и половинки склеивают на телескопическом винте (в случае

30 тонкостенных конструкций или материалов гаек с небольшим модулем упругости, сборка их с телескопическим винтом может быть осуществлена за счет поперечных деформаций). Затем ставят стойки 2 и в одинаковой последовательности (гайка-упорный подшип35 ник — опорная шаиба — пакет тарельчатых пружин — опорная площадка) с помощью распорных втулок 8 и 9 гаек 37 собирают узлы нагружения витков 34, 35 и 36. Аналогично собирают узлы нагружения. вит4р ков 33 и 32.

Опытное исследование распределения нагрузки в резьбовом соединении включает два этапа. На первом этапе опытную гайку 10 нагружают осевым статическим усилием Q с помощью шпильки сплошного сечения. Для этого опытную гайку 10 предварительно разрезают по диаметральной плоскости и половинки склеивают на шпильке (при тонкостенных конструкциях или материалах гаек с небольшим модулем упругости сборка их со шпилькой сплошного сечения может быть осуществлена за счет поперечных деформаций) .

При испытаниях относительные деформации на поверхности тела опытной гайки 10 определяются через разности отсчетов прибора электрической схемы тензодатчиков до и после нагружения. Во втором испытании витки опытной гайки 10 нагружаются, начиная с первого, витками телес648758 копического винта в соответствии с принятым законом распределения нагрузки так, чтобы

Ql +Я2+ЯЗ +Я4+ЯЗ Я

t ne Qi...(,)â — нагрузки, соответственно на 1....5 витки телескопического винта (по

5 общепринятому порядку нумерация витков производится от опорной поверхности гайки, т. е.:

1-ый виток — позиция 33, 2-ой виток — позиция 32, 3- ий виток — пози ци я 36, 4-ый виток — позиция 35, 5-ый виток — позиция 34}.

Определяя вновь относительные деформации и сравнивая их с предыдущими (в первом испытании), судят о дос1оверности того или иного закона распределения нагрузки по виткам резьбы.

Настоящее изобретение существенно 20 упрощает конструкцию телескопического вин та устройства для исследования распределения нагрузки в резьбе и снижает трудоемкость его изготовления. При этом повышается точность исследования по дискретной схеме. формула изобретения

Устройство для исследования распределения нагрузки в резьбе, содержащее опорную плиту, узлы нагружения, опытную гайку с наклеенными тензод. .:чи;,ами, телескопический винт, стойки, расположенные вокруг винта и проходящие через опорную плиту, мерные втулки, фиксаторную шайбу, установленную на втулке, принадлежащей к испытуемой гайке. причем каждый из узлов нагружения выполнен в виде нагружающей гайки, шайбы, установленного между ними подшипника и тарсльчатой пружины, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследования распределения нагрузки в резьбе по дискретной схеме, телескопический винт и опытная гайка выполнены с замкнутыми кольцевыми плоскими витками

Источники инфо рмации принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник «Полимеры в машиностроении», М„1971, с. 58 — 64, 2. Заявка № 2325302/25 — 27, кл. F 16 В 33/00, 27.08.76. по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства.

648758

16

26

Л

21

25 я гп

14 я гз

36

62 л

777

Ь2. 2

I77uZ. 1

I77uZ.4

ФЬг.5

I77uz.6

Редактор А. Абрамов

Заказ 526/34

23

26

1В л

Я

12

22

27

77 л

Составитель А. Шаповаленко

Техред О. Луговая Корректор А. Кравченко

Тираж 1138 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыл.ий

I I 3035, Москва, )К 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4