Составной стержень

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ()842162

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22)Заявлено 23.08.79 (21) 2810439/29-33 (5l)N. К 1; с присоединением заявки М (23) Приоритет

Е 04 С 3/08

Гесударстеенеьй кемитет

СИР ао делам взебретеввк и етерытнй (< ) У@К 624.071..3(088.8) Опубликовано 30.06.81, бюллетень М 24

Дата опубликования описания, 30,06.81 (22) Авторы изобретения

В. С. Поляй.н 10. Б. Синкевич! у 1 ..ЛТБ1Й"

ТЕХ Нй" .:т

Ордена Трудового Красного Знамени Центраттьныйййучйот- -"

М металлоконструкций ЦНИИпроектстальконструкция (71) Заявитель (54) СОСТАВНОЙ СТЕРЖЕНЬ

Изобретение относится к строительным стержневымметаллоконструкциям и может быть использовано в прециэиояных металлоконструкциях, например радиотелескопов, к которым нредъявляются требования заданного закона деформирования под нагрузкой, например, в каркасах зеркал радиотелескопов.

Известна прецизионная стежневая конструкция, состоящая вз сплошных стержней, закон деформирования которой обеспечивается подбором осевых жесткостей стержней 11).

Недостатком такой конструкции

1i является невозможность точного обеспечения требуемого закона деформирования, так как жесткости стержней подбираются расчетным путем посредством выбора их поперечных сечентей и в процессе отладки конструкции изменяться не могут.

Наиболее близким к предлагаемому является составной стержень преци2 знонной стержневой конструкции, включающий два концевых элемента, соединенных с помощью резьбовых соединений промежуточным элементом, причем последний выполнен в виде прорезной пружины с резьбой на наружной поверхности и наворачиваемой на иее длинной гайкой, перекрывающей ("заглушающей") то или иное число "витков" пружины g2).

Недостатком известного стержня является невозможность беступенчатого регулирования его осевой жесткости, связанной с невозможностью заглушать дробное число "витков" пружины. Дискретность регулирования жесткости равна жесткости одного "витка" вследствие чего снижается точность выполнения стержневой конструкцией заданного закона деформирования.

Цель изобретения — повышение точности работы стержневой конструкции путем бесступенчатого регулирования,l осевой жесткости. ба ll диаметром д», как на элементе

1. Все резьбы 6, 8, !О и 11 имеют одинаковые направления и шаги. Элемент 3 наворачивается одновременно

5 резьбами 10 u ll на резьбы 8 и 6 соответственно элементов 2 и 1.

Внешними торцами 12 и 13 элементов

1 и 2 составной стержень соединен с узлами метаплоконструкции (не IIO казана) . Дпя фиксации элемента 3 составной стержень снабжен фиксатором, например контргайкой 14. Для обеспечения соосности элементов 1, 2 и 3 стержень снабжен пальцем 15, центрирующим между собой торцы 4 и 5 элементов 1 и 2, и резьбовой втулкой 16, вворачиваемой наружной резьбой в резьбу 10 элемента

3 и скользящей внутренней цилиндрической поверхностью по наружной поверхности элемента 2. Промежуточный элемент.3 и концевой элемент имеют разные осевые жесткости.

В стержне (фиг. 2) концевые элементы 1 и 2 выполнены в виде труб, а промежуточный элемент 3 — в виде стержня с наружным пояском. По длине элемента 1 нарезана внутренняя резьба. Концевой элемент 2 имеет внутренний поясок с резьбой.

При воздействии осевой нагрузки на торец 12 усилия передаются по элементу 1 через резьбовые соединения 6 и 11 на элемент 3 и далее через резьбовые соединения 8 и 10 — на эле35 мент 2, Осевая деформация составного стержня равна сумме осевых деформаций элемента 1 по длине 8», элемента 3 на длине 6> и элемента 2 на длине 0 .

Обозначив осевую жесткость элементов

1, 2 и 3 через EF», ЕГ и EF> соответственно, а длину и приведенную осевую жесткость составного стержня через L и EF+, запишем

45 !" 5 + Я, + Ь Ъ или

Благодаря равенству шагов резьбы в обоих резьбовых соединениях при вращении элемента 3 о носительно невращающихся элементов 1 и 2 он перемещается также и поступательно на одинаковую длину относительно стержней

1 и 2, т.е. суммарная длина стержня остается при этом неизменной. Также неизменной остается и участвующая в

3 842!62 4

Указанная цель достигается тем, что в составном стержне прецизионной стержневой конструкции, включающем концевые элементы, соединенные с помощью резьбовых соединений промежуточным элементом, резьбовые соединения промежуточного элемента с концевыми выполнены с одинаковыми шагами и направлениями резьб, а промежуточный и один из концевых элементов снабжены поясками, причем взаимодействующие резьбы одного соединения размещены на пояске концевого элемента, и пО длине промежуточного, -а другого соединения — на пояске промежуточного и по длине другого концевого элемента, при этом промежуточный и имеющий резьбу по длине концевой элементы имеют разные осевые жескости. При этом поясок на концевом элементе выполнен наружным, а промежуточный элемент выполнен в виде трубы с внутренним пояском. Кроме того, поясок на промежуточном элементе может быть выполнен наружным, а концевые элео менты — в виде труб и поясок на одном из них — внутренним.

На фиг. 1 показан предлагаемый основной стержень, разрез; на фиг. 2 — то же, вариант выполнения; на фиг. 3 — схема силового потока. °

Составной стержень состоит Мз последовательно соединенных между собой соосных стержневых элементов: двух концевых 1 и 2 и промежуточного 3. Элементы соединены между собой резьбовыми соединениями: элемент 1 с элементом -3, и элемент

3 с элементом 2. Для этого в предлагаемом стержне (фиг. 1) оба концевых элемента 1 и 2 выполнены в виде круглых стержней и установлены вдоль общей оси. Их торцы 4 и 5 расположены практически вплотную друг к другу. По длине элемента 1 нарезана резьба 6 диаметром d» . Концевой элемент 2 снабжен пояском 7, диаметр которого больШе диаметра элемента 1. ° На пояске 7 нарезана резьба 8 диаметром d большим чем d» .

Промежуточный элемент 3 выпол-, нен в виде трубы.на одном торце ко» торой выполнен внутренний поясок 9.

По длине промежуточного элемента 3 на внутреннй поверхности нарезана резьба 10 диаметром д, как на пояске 7 элемента 2. На внутреннем пояске 9 элемента 3 нарезана резь5 84 ,передаче усилий длина Ь элемента 2.

«Д то же время длина участвующих в передаче усилий участков 6< и 6 эле-. с ментов 1 и 3 меняются.

Таким образом, если жесткости ЕЕ» и EF> стержней 1 и, 3 различны, (за счет разницы в площадях F и F . из поперечных сечений или в модулях

Е и Е> упругости их материалов), то приведенная жесткость EF npu вращении элемента 3 будет изменятью„U ся. Например, при ЕГ =ЕЕ =yEF>qy"-g u диапазоне изменения 3g 0-, 1 приведенная жесткость EF может бесступенчато изменяться от ЕЕ! до

ni l,3 EF,, т.е. в диапазоне, в большинстве случаев вполне достаточном для компенсации отклонения реальной жесткости стержня от расчетной.

Очевидно, что данный принцип изменения жесткости составного стержня может быть реализован и в конструкции (фиг. 2), в которой концевые стержневые элементы выполнены в виде труб с внутренними реэьбами, а промежуточный — в виде шпильки с резьбовым пояском.

Использование изобретения позволя ет повысить точиость отработки прецизионными стержневыьы конструкциями заданного закона деформации и расширить, таким образом, область применения последних, распространив ее, например, на металлоконструкции особо точных радио- и оптических телескопов.

Формула, изобретения

1. Составной стержень прецизионной стержневой конструкции, включающий

2162 6 концевые элементы, соединенные с помощью резьбовых соединений промежуточным элементом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,. с целью повышения точ« ности работы стержневой конструкции путем обеспечения бесступенчатого регулирования осевой жесткости, резьбовые соединения промежуточного элемента с концевыми выполнены с одина" !

g ковыми шагами и направлениями резьб, а.промежуточный н один as концевых элементов снабжены поясками, причем взаимодействующие резьбы одного соеди нения размещены на пояске концевого, 1 элемента и по длине промежуточного, а другого соединения — на пояске промежуточного и имеющий резьбу по длине концевой элементы имеЬт разные осевые жесткости. щ . 2. Стержень по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что поясок на концЕвом элементе выполнен наружным, а промежуточный элемент выполнен в виде трубы с внутренним пояском.

23 3. Стержень по п. !, o т л ич а ю шийся тем, что поясок на промежуточном элементе выполнен наружным, а концевые элементы выпол" нены в виде труб и поясок иа одном

as них — внутренним.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 655794, кл. Е 04 С 3/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 672687, кл. Н 01 Q 15/.14, 1977.