Изобретение относится к ответственным узлам, используемым в машиностроении.
Известны узлы соединения сильнонагруженных деталей машин, в которых осуществляется соединение болтами, установленными в отверстия без зазоров и с зазорами [1] (стр.36, фиг.1.20 и 1.21).
В узле соединения, в котором болты устанавливают в отверстие 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 использовании рассматриваемого узла соединения, являющегося весьма дорогостоящим, в особенности для крупногабаритных узлов машин.
При работе узла соединения, в котором болты установлены с зазором, имеет место значительный изгиб болта по всей длине, причем максимальные изгибные напряжения приходятся на сечение резьбовой части болта, которое совпадает с первым витком гайки, где имеют место значительные концентрации напряжений, и которое разрушается прежде всего в данных соединениях [2].
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 и под головкой болта, 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 в детали, к которой примыкает гайка, выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку болта без зазора, переходящее к цилиндрической расточке меньшего диаметра, примыкающего к плоскости разъема, а на участке отверстия в другой детали болт установлен без зазора.
Узел содержит установленное в отверстие детали 2 втулку 3, деталь 1 и болт 4 с гайкой 5.
В детали 2 выполнено цилиндрическое отверстие с диаметром d6 и высотой l4 для установки втулки 3 диаметром d5 с зазором Δ под посадку болта 4 без зазора. В детали 1 выполнено отверстие с диаметром d3, в котором болт установлен без зазора.
При сборке соединения часть болта диаметром d4 свободно проходит через отверстие d3 детали 1 и входит в отверстие цилиндрической втулки 3 под посадку без зазора, одновременно участок болта с пояском диаметром d3 плотно входит в отверстие детали 1 на участке l3. Затем производится затяг болтов на заданное усилие натяга, обеспечивающее упругое вдавливание головки болтов 4 и гаек 5 в детали 1 и 3.
При работе соединения под действием поперечных нагрузок все болты деформируются как трехопорные стержни с двумя защемленными краями.
Защемление болта в сечении, совпадающем с опорной поверхностью головки, обеспечивается за счет упругого вдавливания головки болта 4 от затяга, а в детали 2 защемление болта обеспечивается как за счет посадки без зазора во втулке 3, так и за счет гайки, вдавленной в эту втулку, которая, в свою очередь, также упруго вдавливается в деталь 2 от затяга болта. При этом равномерность распределения поперечной нагрузки доходит до 1 и существенно повышается реальная прочность и жесткость соединения.
Использование предлагаемого узла соединения особенно эффективно в дорогостоящих машинах, передающих значительные мощности.
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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН | 2004 |
|
RU2263828C1 |
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН | 2003 |
|
RU2293225C2 |
УЗЕЛ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ | 1999 |
|
RU2169876C2 |
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН | 2006 |
|
RU2341694C2 |
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ СИЛОВЫХ МАШИН | 2007 |
|
RU2349802C1 |
УЗЕЛ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ | 2007 |
|
RU2382242C2 |
РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СИЛОВЫХ МАШИН | 2018 |
|
RU2694375C1 |
СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ | 2020 |
|
RU2755861C1 |
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН | 2006 |
|
RU2341693C2 |
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН | 2007 |
|
RU2362918C2 |
Предлагаемый узел соединения относится к ответственным узлам, используемым в машиностроении. Узел соединения деталей машин содержит две соединяемые детали, цилиндрическую втулку и болт с гайкой. В детали, к которой примыкает гайка, выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку болта без зазора, переходящее к цилиндрической расточке меньшего диаметра, примыкающей к плоскости разъема. На участке отверстия в другой детали болт установлен без зазора. В результате повышаются прочность и жесткость соединения, снижается трудоемкость изготовления узла. 1 ил.
Узел соединения деталей машин, содержащий две соединяемые детали, цилиндрическую втулку и болт с гайкой, при этом в детали, к которой примыкает гайка, выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку болта без зазора, переходящее к цилиндрической расточке меньшего диаметра, примыкающей к плоскости разъема, отличающийся тем, что на участке отверстия в другой детали болт установлен без зазора.
УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН | 2004 |
|
RU2263828C1 |
Способ и приспособление для нагревания хлебопекарных камер | 1923 |
|
SU2003A1 |
0 |
|
SU238289A1 | |
Способ получения болтового соединения деталей | 1990 |
|
SU1751462A1 |
УЗЕЛ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ | 1999 |
|
RU2169876C2 |
Авторы
Даты
2009-03-27—Публикация
2007-06-06—Подача