Способ соединения деталей кольцевым запорным элементом

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ц6548О6

Союз Советских

Социалистических

Республик

Т Е ,. ОнД РйбЩ "1(! (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.06.76 (21) 2367372/25-27 с присоединением заявки Хе (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень Хе 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51) М. Кл.

Г 16В 21/18

F 16B 17/00

Государственный комите. (53) УДК 621.229.312. .3 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. С. Сапелкин (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ КОЛЬЦЕВЪ|М

ЗАПОРНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для соединения деталей, концентрично расположенных относительно друг друга, и всевозможных трубопроводов, изготовляемых из разных материалов и работающих в условиях динамических нагрузок при повышенных температурах и давлениях.

Известен способ соединения деталей, например вала с втулкой, путем выполнения в них кольцевых канавок, расположения в кольцевой канавке вала разрезного пружинного кольца и введения вала в отверстие втулки до совмещения кольцевых канавок. При этом пружинное разрезное кольцо, 15 раздвигаясь в радиальном направлении, запирает втулку на валу, предотвращая взаимное осевое перемещение.

Недостатком известного способа соединения деталей является низкая надежность 20 соединения при работе в условиях динамических знакопеременных нагрузок, Известен также способ соединения деталей, концентрично расположенных относи- 25 тельно друг друга, при котором в деталях выполняют кольцевые канавки, вставляют одну деталь в другую до совмещения кольцевых канавок, заполняют образовавшуюся кольцевую полость шариками через резь- 30 бовое отверстие в наружной детали и поджимают шарики винтом.

Однако и этот способ соединения деталей не обеспечивает требуемой надежности соединения при работе в условиях повышенных температур и вибраций.

Целью изобретения является повышение надежности соединения деталей, концентрично расположенных относительно друг друга, с помощью запорного кольцевого элемента.

Для этого по предлагаемому способу выполняемые на соединенных деталях кольцевые канавки до введения одной детали в отверстие другой детали заполняют или соответствующим материалом, например медью, или частями кольца, а после совмещения кольцевых канавок образуют из указанного материала или частей кольца один цельный запорный кольцевой элемент одним из известных технологических способов, например нагревом, ультразвуковой сваркой, склеиванием или гальваническим путем.

Материалами для запорного кольцевого элемента могут служить металлы, сплавы, пластмассы, керамика в различном их сочетании, Например, части кольца могут быть изготовлены путем прессования из порошков

654806

3 алюминия, меди, железа, вольфрама, титана и других материалов. 1осле совмещения кольцевых канавок расположенные в них части кольца, изготовленные из порошка, спекают друг с другом, нагревая соединяемые детали до соответствующеи температуры. акои метод может оыть применен llpH соединении втулок, валов, работающих в высокотемпературных условиях. Например, две вольфрамовые втулки, одна из которых расположена внутри другои, могут оыть соединены с помощью запорного кольцевого элемента, спеченного из частеи кольца, изготовленных из вольфрама, хрома, железа, латуни, меди, титана, оериллия и им подооных материалов, оез нарушения физикомеханических своиств прочных вольфрамовых втулок. стестьенно, чем выше температура, нри которои оудут раоотать эти втулки, тем оолее жаропрочным выоирается материал для запорного кольцевого элемента.

Части кольца могут оыть предварительно пропитаны легкоплавкими составами, которые ооеспечивают взаимное соединение частеи кольца при оолее низких температурах, чем температура спекания.

Соединение деталеи, изготовленных из жароирочных материалов, трудно соединяемых паикои, сваркои и спеканием, отличающихся температурами плавления и спекания, например из пирографита и титана, можно осуществить данным способом путем расплавления частеи кольца, изготовленных из материалов менее жаропрочных, чем соединенные детали, но не поршневого происхождения.

Соединение фарфоровой и стеклянной втулок друг с другом может оыть осуществлено по данному спосооу с помощью алюминиевых или медных частей кольца путем нагрева ll расплавления последних электроподач, Кроме того, цельный запорный кольцевой элемент в кольцевой полости соединяемых деталей может быть получен гальваническим путем. Цля этого части кольца изготовляют из разнородных материалов или их контактные поверхности выполняют пористыми и пропитывают соответствующими растворами. 11осле сборки соединяемых деталеи на части кольца подают электрический ток, действием которого происходит перенос и осаждение на контактных поверхностях анодных и катодных частиц и взаимное соединение частей в один цельныи запорныи кольцевой элемент.

l5 ряде случаев запорный кольцевой элемент может быть получен из многослойных частей кольца, изготовленных из разных материалов. 1ак, например, может быть соединена стальная втулка с алюминиевой, 11ри этом каждая часть кольца выполняется из трех слоев: алюминиевого, промежуточного медного и стального. После сборки соединенных деталей и образования одного г

4г

50 дЭ

65 цельного запорного кольцевого элемента одним из описанных выше технических приемов стальной слой будет контактировать со стальной втулкой, а алюминиевыи — с алюминиевой втулкои. Взаимная диффузия стали в сталь и алюминия в алюминий повышает плотность соединения.

Для исключения взаимного биения соединения деталей кольцевой запорный элемент может быть изготовлен из материала с большим коэффициентом температурного расширения, чем материалы соединения деталей.

На фиг. 1 показано готовое соединение втулок, разрез; на фиг. 2 — втулка, разрез; на фиг. 3 — элемент запорного кольца, выполненный в виде частей кольца; на фиг.

4 — втулки с размещенными в них частями кольца перед сборкой, разрез.

Соединение втулки 1 на вольфраме и втулки 2 из стали осуществляют следующим образом. Во втулке 1 выполняют кольцевую канавку 3, затем в эту канавку по плотной посадке помещают две части запорного кольца и медное кольцо так, что они полностью заполняют канавку. Плотную посадку осуществляют путем нагрева втулки и запрессовки в кольцевую канавку двух частей кольца. После запрессовки частей кольца получают втулку с гладкими цилиндрическими посадочными поверхностями, Затем втулку 1 состыковывают с втулкой 2, в которой аналогичным образом запрессованы две части кольца, Стрелками на фиг. 4 показано направление стыковки втулок. После стыковки, одним из выше описанных или одним из известных способов осуществляют неразъемное соединение частей 4 и 5 кольца с образованием цельного запорного кольцевого элемента. Например, осуществляют спекание частей кольца путем нагрева втулок в зоне установки частей кольца до температуры 800"С.

По предлагаемому способу при необходимости (например, для повышения прочности и герметичности соединения) может быть установлено несколько запорных колец вдоль осей втулок.

Предлагаемый способ соединения деталей запорным кольцевым элементом обеспечивает по сравнению с известными способами повышение надежности соединения и уменьшение взаимного биения при эксплуатации соединения (особенно в условиях динамических, знакопеременных нагрузок), что обеспечивает безопасную, с точки зрения возникновения резонансных разрушающих нагрузок, эксплуатацию машин и агрегатов, а также возможность получения надежного соединения деталей, предназначенных для работы в агрессивных, высокотемпературных средах, что повышает качество соединения деталей из весьма разнородных материалов, трудно соединяемых известными способами.

654806

Формула изобретения

Щ/г.7

Рыг. 2

Составитель И. Малюга

Редактор О. Юркова

Техред Н. Строганова

Корректоры О Тюрина и А. Степанова

Заказ 302)1 Изд. № 236 Тираж 1138 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1. Способ соединения деталей кольцевым запорным элементом путем выполнения в соединяемых деталях кольцевых канавок, введения одной детали в отверстие другой детали до совмещения кольцевых канавок и размещения в образовавшейся кольцевой полости запорного кольцевого элемента, о т л и ч а ю щ и и ся тем, что, с целью по- 10 вышения надежности соединения, кольцевые канавки до введения одной детали в отверстие другой детали заполняют или соответствующим материалом, например медью, или частями кольца, а после совмеще- 15 ния кольцевых канавок образуют из указанного материала или частей кольца один цельный кольцевой запорный элемент одним из известных технологических приемов, например нагревом.

2. Способ по п. 1, отл и ч а юшийся тем, что цельный кольцевой запорный элемент образуют путем сварки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что цельный кольцевой запорный элемент образуют путем склеивания.

4. Способ по п, 1, отличающийся тем, что цельный кольцевой запорный элемент образуют гальваническим путем.