Резьбовое соединение с натягом

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (li)721581

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.свид-ву— (22) Заявлено 13.02.76 (21) 2324554/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5l) М. Кл2.

Г 16 В 35, 04

Государственный комитет ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.882..6 (088.8) Опубликовано 15.03.80. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 25.03.80 (72) Авторы изобретения

В. А. Плюснин и В. В. Белов (71) Заявитель (54) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ С НАТЯГОМ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в напряженных, высоконагруженных резьбовых соединениях с натягом

Известно напряженное резьбовое соединение, содержащее пакет деталей, резьбовой стержень, гайку и устройство для создания натяга, выполненное в виде встроенного гидроцилиндра с поршнем, взаимодействующим со стержнем через дополнительную гайку (!).

Недостатки этого устройства заключаются в его значительной сложности, трудоемкости, большой металлоемкости и габаритах, а также в необходимости подключения к гидросистеме.

Известно также напряженное резьбовое соединение, содержа»цее стягиваемый пакет деталей, резьбовой стержень, сопряженные торцами по коническим поверхностям гайку и шайбу и также нагревательный элемент, взаимодействующий со стержнем (2j.

Такое устройство является наиболее близким техническим решением к изобретению.

Недостатки этого известного устройства обусловлены тем, что при удлинении резьбового стержня путем его нагрева требуется затрата значительного количества энергии и времени на нагрев, так как значительное количество тепла рассеивается из-за большой поверхности тсплоотдачи резьбового стержня, особенно при большом диаметре резьбы и большой длине резьбового стержня.

Кроме того, в резьбовом стержне вдоль его оси выполняют центральное отверстие для установки нагревателей или для подачи теплоносителя. Это отверстие ослабляет сечение ьбового ерж»»», T. yMeH»,maeT прочность резьбового соединения.

Цель изобретения — повышение эффективности и производительности монтажа путем изменения размеров шайбы.

Поставленная цель достигается тем, что торцовая коническая поверхность гайки со стороны меньшего основания конуса выполнена дальше от его вершины, чем опорный торец и:айбы на величину, превышающую велики»-;у требуемого для получения задан20 ного, превышающую натяг удлинения резьбового стержня, при этом угол конусности сопряженных поверхностей гайки и шайбы превышает двойной угол зрения, а шайба

72!581

1О

1$

20 .и юо зю

Формула изобретения

so

И выполнена из материала с большим чем у гайки температурным коэффициентом объемного расширения, а также тем, что одна из сопряженных поверхностей гайки выполнена с канавками.

При этом нагревательный элемент может быть выполнен в виде электрических сопротивлений, установленных в предусмотренных в шайбе отверстиях в виде внешнего кольцевого индуктора или внешней обоймы для горячего теплоносителя, а сопряженные конические поверхности гайки и шайбы могут быть выполнены с канавками, уменьшающими контактную теплопередачу на стержень и гайку.

Получение зазора между поверхностями сопряжения гайки и шайбы путем нагрева шайбы позволяет улучшить прочностные характеристики резьбового стержня (так как в резьбовом стержне не требуется выполнять центральное отверстие) и повысить производительность труда при монтаже резьбового соединения за счет сокращения времени нагрева шайбы по сравнению с временем нагрева резьбового стержня.

На фиг. 1 изображен общий вид описываемого резьбового соединения в разрезе, когда гайка завинчена на резьбовой стержень без натяга, до упора в коническую поверхность шайбы; на фиг. 2 — резьбовое соединение после нагрева шайбы.

На стягиваемом пакете 1 собраны резьбовой стержень 2, шайба 3, которая сопрягается с гайкой 4 по конической поверхности 5 и опирается на пакет 1 опорным торцом 6. Торец 7 гайки 4 выполнен дальше от вершины А конуса сопряжения на величину, чем опорный торец 6 шайбы 3.

Нагревательные элементы 8 смонтированы в выполненных в шайбе 3 отверстиях 9.

На конической поверхности 5 гайки 4 выполнены канавки 10, которые уменьшают площадь контакта гайки 4 с шайбой 3.

Натяг в резьбовом соединении создается следующим образом.

На стягиваемый пакет 1 с установленным резьбовым стержнем 2 устанавливают шайбу 3. Затем на резьбовой стержень 2 навинчивают гайку 4 без натяга, до упора в шайбу 3 по конической поверхности 5. Между опорным торцом 6 и торцом 7 гайки 4 имеется зазор б, так как торец гайки 4 выполнен дальше на величину от верши ы А конуса поверхности сопряжения 5, чем огорный торец 6 гайки 3. При этом .зазор 5 больше или равен величине требуемого удлинения резьбового стержня 2.

Затем шайбу 3 нагревают, например, «помощью нагревательных элементов 8, :.ставленных в отверстие 9 шайбы 3. В результате нагрева шайбы 3 и гайки 4 разме"ы их увеличатся, в том числе и диамет;1ы конических поверхностей. Так как шай4 ба 3 выполнена из материала с большим коэффициентом теплового расширения, чем у материала гайки, то в результате нагрева по конической поверхности 5 между гайкой 4 и шайбой появляется зазор, который позволяет довинтить гайку на требуемую величину удлинения резьбового стержня. После этого нагреватели 8 отключают. Охладившись до первоначальной температуры, гайка 4 и шайба 3 занимают одна относительно другой первоначальное положение,;. е. гайка 4 переместится на величину теплового удлинения и растягивает на эту же величину резьбовой стержень 2, создав в резьбовом соединении натяг, соответствующий удлинению резьбового стержня 2.

Демонтаж резьбового соединения осуществляется путем нагрева шайбы 3 до тех пор, пока за счет неодинакового температурного расширения гайки 4 и шайбы 3 между ними не появится зазор. После этого гайка 4 легко переходит с резьбового стержня 2.

Для того, чтобы уменьшить теплоотдачу шайбы по конической поверхности сопряжения 5, на поверхности гайки 4 можно выполнить спиральные канавки 10, которые уменьшают площадь контакта шайбы 3 с гайкой 4. В результате этого шайба 3 нагревается быстрее, а гайка. 4 нагревается на меньшую температуру, поэтому уменьшается время монтажа и демонтажа резьбового соединения.

Шайбу 3 можно нагревать и внешним нагревателем, например, индукционным способом с кольцевым нндуктором, пламенем газовой горелки, обдувом, паром и т. д.

Предлагаемое устройство для создания натяга в напряженном резьбовом соединении позволяет повысить эффективность нагрева, снизить время нагрева и затрачиваемую на него мощность и повысить производительность труда на монтаже.

1. Резьбовое соединение с натягом, создаваемым нагревом одного из элементов, содержащее стягиваемый пакет, резьбовой стержень, гайку и шайбу, сопряженные между собой по конической поверхности, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и производительности монтажа путем изменения размеров шайбы, торцовая поверхность гайки со стороны меньшего основания конуса выполнена дальше от его вершины, чем опорный торец шайбы на величину, превышающую величину требуемого для получения заданного натяга удлинения резьбового стержня, при этом угол конусности сопряженных поверхностей гайки и шайбы превышает двойной угол трения, а шайба выполнена из материала с большим

721581

5 чем у гайки температурным коэффициентом объемного расширения.

2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что, с целыми снижения теплопередачи от шайбы к гайке, одна из их сопряженных поверхностей выполнена с канавками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3230799, кл. 81-54, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР № 407100, кл. F 16 В 31/00, 1974 (прототип).

721581

Составитель А. Шаповаленко

Редактор М. Харитонова Техред К. Шуфрнч Корректор Е. Папи

Заказ 102/28 Тираж 1095 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

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