СИСТЕМА СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ИЛИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2016 года по МПК F16B1/00 E04B1/36 E01D19/04 

Изобретение относится преимущественно к машиностроению, а именно к устройствам для соединения или предотвращения относительного смещения деталей машин или элементов конструкций, и может быть использовано для соединения деталей машин или элементов конструкций, в том числе строительных, между собой или с фундаментом, а также для монтажа промышленного и иного оборудования на фундаментах.

В машиностроении и строительстве широко применяются системы соединения деталей и элементов конструкций между собой или с фундаментом посредством жестких соединительных узлов. Такие системы являются статическими неопределимыми, что при неизбежных отклонениях от точности соединяемых элементов или соединительных узлов вызывает появление в системе и в соединяемых ею элементах механических напряжений и деформаций, усиливающих напряженное состояние от рабочей нагрузки.

Известны применяемые в строительстве системы с соединительными узлами в виде цилиндрических шарниров, установленных между строительной конструкцией и фундаментом (Файбишенко В.К. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1984. стр.181, рис.157). У такой системы степень статической неопределимости ниже, чем у систем с жесткими соединительными узлами, но неопределимость имеет место, и такие шарниры вызывают дополнительные механические напряжения и деформации в строительной конструкции при неравномерной осадке или деформации фундамента.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является система соединения крыла самолета с его фюзеляжем (центропланом) посредством трех соединительных узлов (Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. - М.: Машиностроение, 1979, стр.60, рис.2.5.д)). В ней один из соединительных узлов выполнен в виде сферического шарнира, второй соединительный узел содержит один цилиндрический шарнир, один сферический шарнир и промежуточное звено, установленное между этими двумя шарнирами, а третий соединительный узел выполнен в виде узкого цилиндрического шарнира с осевым зазором (в виде кольцевой пары). В такой системе статическая определимость (отсутствие избыточных связей) обеспечивается высокой точностью взаимного положения соединительных узлов. При неизбежных отклонениях от точности этого положения появляется статическая неопределимость, вызывающая дополнительные механические напряжения и деформации в системе.

Задача изобретения - обеспечение полной статической определимости системы соединения деталей машин или элементов конструкций между собой, при которой даже значительные отклонения от точности взаимного положения соединительных узлов не вызывают дополнительных механических напряжений и деформаций в системе.

Задача решается тем, что в системе, состоящей из трех соединительных узлов, один из которых выполнен в виде сферического шарнира, а второй содержит один цилиндрический шарнир, один сферический шарнир и промежуточное звено, установленное между этими двумя шарнирами, третий соединительный узел содержит два сферических шарнира и установленное между ними промежуточное звено.

Возможное конструктивное решение системы схематично показано на рисунке. Система состоит из соединяемых деталей машин или элементов конструкций 1 и 2 и установленных между ними трех соединительных узлов 3, 4 и 5. Соединительный узел 3 выполнен в виде сферического шарнира 6. Соединительный узел 4 содержит цилиндрический шарнир 7, сферический шарнир 8 и промежуточное звено 9, установленное между этими двумя шарнирами. Соединительный узел 5 содержит два сферических шарнира 10 и 11 и установленное между ними промежуточное звено 12.

Благодаря шарнирам соединительных узлов система полностью статически определима и даже значительные отклонения от точности взаимного положения соединительных узлов не вызывают механических напряжений и деформаций, усиливающих напряженное состояние системы и соединяемых ею элементов от рабочей нагрузки. При сборке системы ее шарниры и промежуточные звенья принимают ориентацию, компенсирующую эти отклонения от точности. Если в процессе эксплуатации системы исходное взаимное положение соединительных узлов изменяется, например, в случае ее применения для соединения строительных конструкций с фундаментом происходит неравномерная осадка фундамента, шарниры и промежуточные звенья меняют свою ориентацию. При этом статическая определимость системы сохраняется и обеспечивается необходимая жесткость соединения.

Схематичное изображение системы условно. В реальных конструкциях ее шарниры могут иметь различные конструктивные исполнения. Например, сферические шарниры могут быть выполнены как в виде шаровых головок, так и в виде стандартных шарнирных подшипников. В соединительном узле 4 цилиндрический шарнир 7 может быть установлен в верхней части узла, а сферический шарнир 8 в нижней его части. Такие отличия не меняют сути изобретения, состоящей в том, что в системе, состоящей из трех соединительных узлов, один из которых выполнен в виде сферического шарнира, а второй содержит один цилиндрический шарнир, один сферический шарнир и промежуточное звено, установленное между этими двумя шарнирами, третий соединительный узел содержит два сферических шарнира и промежуточное звено, установленное между этими двумя шарнирами.

Предложена система соединения деталей машин или элементов конструкций. Она состоит из трех соединительных узлов, установленных между соединяемыми деталями машин или элементами конструкций. Причем один из соединительных узлов выполнен в виде сферического шарнира, а второй соединительный узел содержит один цилиндрический шарнир, один сферический шарнир и промежуточное звено, установленное между этими двумя шарнирами. При этом третий соединительный узел содержит два сферических шарнира и установленное между ними промежуточное звено. 1 ил.

Система соединения деталей машин или элементов конструкций, состоящая из трех соединительных узлов, установленных между соединяемыми деталями машин или элементами конструкций, причем один из соединительных узлов выполнен в виде сферического шарнира, а второй соединительный узел содержит один цилиндрический шарнир, один сферический шарнир и промежуточное звено, установленное между этими двумя шарнирами, отличающаяся тем, что третий соединительный узел содержит два сферических шарнира и установленное между ними промежуточное звено.