Паяное телескопическое соединение

 

О П И С А Н И Е ()922413

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Свввтснни

Сецнаянстнчесннк

Ресттттбянн (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31. 07. 80 (21) 2966141/25" 27 с присоединением заявки М(23) П риорнтет (51)Я. Кл.

F 16 L 13/08

В 23 K 33/00

11твударствипв3 квепттет

СССР ав аеааи нмеретевкк в етерыткй

Опубликовано 23. 04.82. Бюллетень М 15

Дата опубликования описания 25. 04.82 (53) УДК 621 ° 791.

3(088.8) (72) Авторы изобретения

В.И. Богомольный, М.У. Ушицкий и А.E (7l ) Заявитель (54) ПАЯНОЕ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Изобретение относится к пайке металлов, в частности к способам пайки трубных элементов, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении неразъемных соединений трубной арматуры, сосудов, корпусов и других узлов, работающих под действием внутреннего давления, а также статических и динамических, растягивающих и изгибающих нагрузок °

Телескопическое соединение аа счет выбора необходимой величины нахлестки всегда позволяет получить равнопрочную. конструкцию при работе паяного шва как на срез, так и на растяжение.

Однако в таких соединениях на концах спаянных труб вследствие резкого изменения толщины и увеличения жесткости имеет место высокая концентрация напряжений, которая приводит к разрушению паяных соединений в этом месте.

Известна конструкция паяного телескопического соединения, содержащая охватывающую и охватываемую детали и паяный шов. Для исключения обраэо5 вания подреза в охеатываемой трубе в зоне максимальной концентрации

0 напряжений паяный шов занимает не всю длину нахлестки Ц ).

Однако эта конструкция, исключая подреэ в опасной зоне, не может значительно снизить концентрацию напряжений.

Известно также паяное телескопическое соединение, содержащее охватывающую и охватываемую детали и пая-, ный шов в зоне нахлестки деталей.

На охватывающей детали выполнены контрольные отверстия,-по заполнению которых припоем судят о глубине про никновения припоя (2).

Контрольные отверстия могут несколько снизить жесткость конструкции, но ее надежность продолжает оставаться низкой из-за концентра3 9 ции напряжений в галтельном участке. Кроме того, такая конструкция требует высокой точности изготовления зоны нахлестки деталей из-эа высоких требований капиллярной пайки.

Цель изобретения - повышение надежности и технологичности паяных телескопических соединений.

Поставленная цель достигается тем, что в паяном телескопическом соединении на торцах соединяемых деталей выполнены продольные разрезы, расположенные друг относительно друга так, что разрезы на одной детали перекрыты поверхностью другой детали, причем длина разрезов (L) определяется выражением

L 4 2э34 РФ где R - радиус средней поверхности охватываемой детали;

h — толщина стенки, охватываемой детали, а число разрезов (n) на каждой детали определяется соотношением

1Т 11 и =— аЬ

22413 4

1О

SS где 1,2< mi<4.

Разрезы могут быть выполнены только на одной, преимущественно охватывающей детали, если основной целью является повышение надежности, или на охватываемой детали, если основной целью является повышение технологичности.

Продольные разрезы снижают жесткость паяного соединения и концентрацию напряжений в нем, тем самым, повышая его надежность, особенно при многократном циклическом деформировании.

Кроме того, соединяемые трубы на участках разрезов легко поддаются раздаче и эапрессовке, что позволяет собирать соединения при наличии некапиллярных сборочных зазоров, не прибегая к специальной оснастке и порошковым припоям.

На фиг. 1 показано телескопическое паяное соединение; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3разрез Б-Б на фиг. 1. Телескопическое паяное соединение содержит охватывающую 1 и охватываемую 2 детали с паяным швом 3 и несколькими не совпадающими в плане продольными разрезами 4 на каждой детали.

Приведенное значение длины разреза L опр деляется размером зоны.—

35 ю

43

50 влияния жесткозакрепленного или. свободного края (с 5i-ной погрешностью) при различных вариантах нагружения.

Длина разреза по отношению к длине нахлестки определяется требованием герметичности паяного соединения. Количество разрезов должно быть таким, чтобы исключить их взаимное влияние.

Копичество оазрезов выбирается из условия распространения влияния разреза на напряженное состояние в окружном направлении труб при внутреннем давлении. Размер зоны влияния для цилиндрической оболочки примерно равен длине разреза.

Бсли соединяемые детали имеют форму тороидальных или сферических оболочек, максимальный размер зоны влияния разреза в направлении, перпендикулярном линии разреза, составляет величину, в 1,5 раза превышающую длину разреза.

Для большинства применяемых на практике соединений оболочек максимальный размер области влияния разреза составляет от 0,6 до 2 длин разреза.

Исходя из этого, число разрезов и определяется по формуле

1>i ß и

m L где периметр mL равен удвоенной длине зоны влияния свободного края и m изменяется в пределах от

1,2 до 4.

П р и м е p . Изготовляют телескопические паяные соединения труб иэ стали 20. Диаметр охватывающей трубы

16 мм, охватываемой - 14 мм, толщина стенок 1 мм. При заданной длине нахлестки 8 мм разрезы на деталях выполняют длиной 6 мм. Определенное по указанному соотношению количество разрезов равно 5 на каждой трубе. При сборке детали устанавливают друг относительно друга таким образом, что разрезы на одной детали перекрываются поверхностью другой. Поскольку разрезы допускают поджатие охватывающей трубы в радиальном направлении на участке пайки обеспечивают самофиксацию деталей после сборки. Пайку выполняют на индукционной установке латунным припоем Л63 с флюсом

200 M.

Предлагаемое паяное телескопическое соединение по сравнению с извест5 9224 ным обладает следующими преимуществами: продольные разрезы снижают концентрацию напряжений и жесткость конструкции, тем самым, повышают ее надежность при работе в условиях статических и динамических изгибных нагрузок; кроме того, разрезы повышают технологичность конструкции, так как обеспечивают фиксацию деталей при пайке соединений с некапиллярными 10 зазорами.

Формула изобретения

1. Паяное телескопическое соединение, содержащее охватывающую и охватываемую детали и паяный шов в зоне нахлестки деталей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью 20 повышения надежности и технологичности конструкции, на торцах соединяемых деталей по периметру выполнены продольные разрезы, расположенные друг относительно друга так, ?5 что разрезы на одной детали перекрыты поверхностью другой детали, при-!

13 6 чем длина разрезов (L) определяется выражением

Е42 34 ", где R - радиус средней поверхности охватываемой детали;

h - -to esa стенки охватываемой дет али, а число ра эрезов (n) на каждой детали определяется соотношением. 1Л о ти4 где 1,2cm44.

2. Соединение по и. 1, î r л и ч а ю щ е е с я тем, что, разрезы выполнены только на один . иэ соединяемых деталей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP 650756, кл. В 23 К 31/06, 30.06. 76.

2. Китаев А.И. Некоторые технологические решения, способствующие улучшению сварных и паяных конструкций из тонкостенных элементов. Сб.

"Проектирование и технологичность сварных и паяных конструкций", М., МДНТП им. 3.Ф. Дзержинского, 1976, с. 95-103 (прототип).

922413

Я-А иг. Р

Составитель Ф. Конопелько

Ве актор С. Патрушева Техре И.Гайду Кор вктор Л. Бокшан аказ 5 Тираж 9 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская йаб,, д. 4/5 илиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. роектная,