узел резьбового соединения

Формула изобретения

Узел соединения деталей машин, содержащий две соединяемые детали, цилиндрическую втулку, шпильку и гайки, отличающийся тем, что с одной стороны часть шпильки выполнена конической для установки с натягом в коническое отверстие цилиндрической втулки, установленной в отверстии одной детали с зазором, а в другой детали выполнено отверстие с участком, в который шпилька установлена без зазора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ответственным узлам, используемым в машиностроении.

Известны узлы соединения сильнонагруженных деталей машин, в которых осуществляется соединение болтами, установленными в отверстия без зазора [1] (стр.36 фиг.1.20).

В узле соединения, в котором болты устанавливают в отверстия без зазора, соединяемые детали должны совместно обрабатываться. Причем отверстия в соединяемых деталях калибрируют разверткой или растачивают совместно с большой точностью, а диаметр стержня болта выполняют с допуском, обеспечивающим заданную посадку.

Эти технологические операции весьма трудоемки, в особенности для крупногабаритных деталей, изготавливаемых нередко в разных городах. Сборка и разборка таких соединений приводит к задирам посадочных поверхностей отверстий деталей и шлифованных поверхностей болтов.

При расчете такого типа групповых болтовых соединений от совместного действия поперечных и осевых усилий принимают, что болты нагружены равномерно. Однако, как показали экспериментальные исследования усталостной прочности металлических моделей с полнофакторным моделированием таких соединений, коэффициент равномерности распределения поперечной нагрузки находится в пределах 0,25-0,35 [2].

Эти недостатки существенно снижают эффективность использования рассматриваемого узла соединения, являющегося весьма дорогостоящим, в особенности для крупногабаритных узлов машин.

Известен еще узел соединения деталей машин, в котором в детали, к которой примыкает гайка, выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку болта без зазора, а в другой детали выполнено отверстие, в котором болт установлен с расчетным зазором, выбираемым при сборке соединения [3].

Основным недостаткам данного решения является недостаточная жесткость соединения на сдвиг, а также необходимость обеспечения достаточно высокой точности соосности отверстий соединяемых деталей, что также трудновыполнимо в узле с групповым резьбовым соединением.

Цель изобретения - повышение усталостной прочности соединения путем уменьшения напряжения изгиба под резьбовой частью, повышение равномерности распределения поперечной нагрузки в групповом болтовом соединении, повышение жесткости узла на сдвиг и существенное снижение трудоемкости изготовления узла.

Поставленная цель достигается тем, что с одной стороны часть шпильки выполнена конической, для установки с натягом в коническое отверстие цилиндрической втулки, установленной в отверстии одной детали с зазором, а в другой детали выполнено отверстие с участком, в котором шпилька установлена без зазора.

Узел (см. чертеж) содержит установленные в отверстие детали 2 втулку 3, деталь 1, шпильку 4, гайки 5 и 6.

В детали 2 выполнено цилиндрическое отверстие с диаметром d₈ и высотой l₄ для установки втулки 3 диаметром d₇ с зазором . В детали 1 выполнено отверстие с диаметром d₃ , в котором поясок шпильки установлен без зазора.

При сборке соединения часть шпильки диаметром d₄ свободно проходит через отверстие d₃ детали 1 и входит в коническое отверстие цилиндрической втулки 3 под посадку без зазора, одновременно участок шпильки с пояском диаметром d₃ плотно входит в отверстие детали 1 на участке l₃. Затем последовательно производится затяг гаек 5 и 6 на заданное усилие натяга.

При этом равномерность распределения поперечной нагрузки доходит до 1 и существенно повышается реальная прочность и жесткость соединения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Иванов М.Н. Детали машин. - М.: «Высшая школа», 1991 г., с.382.

2. Бугов Х.У. Фланцевые соединения. Расчет и проектирование. «Машиностроение» Л.о. 1975 г. 191 с.

3. Патент № 2263828. Москва 10.11.2005 (прототип). Авторы: Бугов X.У., Егожев А.М. и др.