СПОСОБ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ "С УПОРОМ В ТОРЦЫ" ЗВЕНЬЕВ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2005 года по МПК F16B1/00 B06B1/00 

Изобретение относится к области ультразвуковых технологий и может быть применено при конструировании и изготовлении ультразвуковых колебательных систем.

Известен способ резьбового соединения «с упором в торцы» звеньев ультразвуковых колебательных систем [1]. Этот способ не позволяет точно ориентировать звенья относительно друг друга. Так как при повороте звена в нужное положение давление сжатия торцов звеньев будет либо больше необходимого, либо меньше. Акустический контакт соединения нарушается, что приводит к полному разрушению соединения.

Известен способ конусного соединения звеньев ультразвуковых колебательных систем [2]. Этот способ позволяет точно ориентировать звенья относительно друг друга, но изготовление необходимых конусных соединений довольно трудоемко. Требуется тщательная дополнительная подгонка поверхностей сопряжения друг к другу, как при смене звена, так и после «незначительного» износа.

Известен также способ резьбового соединения с помощью накидной гайки звеньев ультразвуковых колебательных систем [3]. Данный способ позволяет ориентировать звенья относительно друг друга, но не обеспечивает высокого ресурса работы соединения. Так как не позволяет получить плотный акустический контакт в соединении.

Задача изобретения - расширение технологических возможностей резьбового соединения «с упором в торцы» звеньев ультразвуковой колебательной системы, требующих угловую ориентацию относительно друг друга.

Эта задача решается тем, что по способу резьбового соединения «с упором в торцы» звеньев ультразвуковой колебательной системы, требующих угловую ориентацию относительно друг друга, между внутренней и наружной резьбой соединения располагают футорку.

Причем угловую ориентацию звеньев системы осуществляют поворотом футорки на угол, определяемый по формуле

где ϕ - угол поворота футорки, градус;

S₁ - шаг внутренней резьбы футорки, мм;

S₂- шаг наружной резьбы футорки, мм;

α - угол поворота звеньев относительно друг друга, необходимый для их точной ориентации, измеряемый в соединении, свинченном на требуемую осевую силу затяжки, градус.

Сущность способа состоит в том, что угол α поворота звеньев относительно друг друга, необходимый для их точной ориентации, измеряют тогда, когда резьбовое соединение находится в свинченном состоянии, при этом в нем создана требуемая осевая сила затяжки. Поэтому поворот футорки на угол ϕ учитывает как соотношение между шагами внутренней и наружной резьб, так и упругие деформации элементов соединения, вызванные осевой силой затяжки. Следовательно, поворот футорки на угол ϕ обеспечивает точную ориентацию звеньев друг относительно друга при достижении требуемой осевой силы затяжки соединения.

Авторам подобное использование футорки в резьбовом соединении «с упором в торцы» звеньев ультразвуковой колебательной системы неизвестно.

На фиг.1 изображен продольный разрез, вид сверху и разрез А-А резьбового соединения звеньев ультразвуковой колебательной системы при помощи шпильки. На фиг.2 изображен продольный разрез, вид сверху и разрез А-А резьбового соединения звеньев ультразвуковой колебательной системы при помощи резьбового «хвостовика».

Предлагаемый способ резьбового соединения «с упором в торцы» звеньев ультразвуковой колебательной системы, требующих угловую ориентацию относительно друг друга, осуществляют следующим образом. Между внутренней резьбой с шагом S₁ и наружной резьбой с шагом S₂ резьбового соединения располагают футорку 3. Причем момент затяжки футорки 3 по наружной резьбе должен быть больше момента затяжки сопрягаемого элемента 2 во внутренней резьбе. Производят свинчивание резьбового соединения, создавая при этом требуемую осевую силу затяжки. Далее, измеряют в направлении либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки угол α поворота звеньев относительно друг друга, необходимый для их точной ориентации, см. фиг.1, 2. Развинчивают соединение и поворачивают футорку 3 на угол ϕ, определяемый по формуле

Затем, окончательно свинчивают резьбовое соединение, создавая при этом требуемую осевую силу затяжки.

Предлагаемый способ резьбового соединения «с упором в торцы» звеньев ультразвуковой колебательной системы, требующих угловую ориентацию относительно друг друга, может быть осуществлен по примерам:

Пример 1. Резьбовое соединение при помощи шпильки, см. фиг.1. Шпилька 2 по резьбе М12×1,25 ввертывается в звено 1, а футорка 3 по резьбе с натягом М16×1,5-2H5D/3p ввертывается в звено 4. Шпилька 2 по резьбе M12×1,25 свинчивается с футоркой 3 до упора в торцы звеньев 1 и 4, создавая осевую силу затяжки соединения, которая равнялась 8500 Н. Измеренный в направлении против часовой стрелки угол α поворота звеньев относительно друг друга, необходимый для их точной ориентации, был равен 95°. Далее, соединение развинчивалось и футорка 3 поворачивалась в направлении по часовой стрелке на угол ϕ, который определялся по формуле , так как α и ϕ разнонаправлены, и был равен, . Затем, резьбовое соединение окончательно свинчивали, создавая при этом требуемую осевую силу затяжки, равную 8500 Н, и точную ориентацию звеньев относительно друг друга.

Пример 2. Резьбовое соединение при помощи резьбового «хвостовика», см. фиг.2. Футорка 3 по резьбе с натягом M16×1,5-2H5D/3p ввертывается в звено 4. Хвостовик 1 по резьбе М12×1,25 свинчивается с футоркой 3 до упора в торцы звеньев 1 и 4, создавая осевую силу затяжки соединения, которая равнялась 8200 Н. Измеренный в направлении по часовой стрелке угол α поворота звеньев относительно друг друга, необходимый для их точной ориентации, был равен 87°. Далее, соединение развинчивалось и футорка 3 поворачивалась в направлении по часовой стрелке на угол ϕ, который определялся по формуле , так как α и ϕ сонаправлены, и был равен . Затем, резьбовое соединение окончательно свинчивали, создавая при этом требуемую осевую силу затяжки, равную 8200 Н, и точную ориентацию звеньев относительно друг друга.

Литература

1. Марков А.И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов. М.: Машиностроение, 1968, с.57-59.

2. Кумабэ Д. Вибрационное резание: Пер. с яп. С.Л.Масленникова / Под ред. И.И.Портного, В.В.Белова. - М.: «Машиностроение», 1985, с.198-199.

3. Вероман В.Ю., Аренков А.Б. Ультразвуковая размерная обработка материалов / Библиотечка электротехнолога. Выпуск 4. - Л., «Машиностроение», 1971, с.27-28.

Способ резьбового соединения «с упором в торцы» предназначен для соединения звеньев ультразвуковой колебательной системы, требующих угловой ориентации относительно друг друга. Между внутренней и наружной резьбой располагают футорку, а угловую ориентацию звеньев системы осуществляют поворотом футорки на угол, определяемый по предлагаемой зависимости. Технический результат - расширение технологических возможностей резьбового соединения «с упором в торцы» звеньев ультразвуковой колебательной системы, требующих угловой ориентации относительно друг друга. 2 ил.

Способ резьбового соединения «с упором в торцы» звеньев ультразвуковой колебательной системы, требующих угловую ориентацию относительно друг друга, отличающийся тем, что между внутренней и наружной резьбой располагают футорку, а угловую ориентацию звеньев системы осуществляют поворотом футорки на угол, определяемый по формуле

где ϕ - угол поворота футорки, градус;

S₁ - шаг внутренней резьбы футорки, мм;

S₂ - шаг наружной резьбы футорки, мм;

α - угол поворота звеньев относительно друг друга, необходимый для их точной ориентации, измеряемый в соединении, свинченном на требуемую осевую силу затяжки, градус.