Законцовка композиционного полого стержня Советский патент 1988 года по МПК F16B7/02 

/

СО

о

О) ND

Од

Изобретение относится к машиностроению, а именно к изготовлению силовых элементов из компози1щонных стержней для передачи осевых нагру- зок.

Целью изобретения является повышение несущей способности при снижении веса и сохранении габаритов.

На чертеже показана конструкция композиционного полого стержня.

Стержень 1 содержит композиционный Ц1-1ЛИНДР с коническими участками 2 на концах о Концевой участок 2 стержня 1 охватьюается внешни м стаканом 3 и внутренним 4. Внутренний 4 и внешний 5 стаканы соединяются между собой в осевом направлении посредством крепежных элементов, проходящих через конический участок 2 стержня о Крепеж- ные элементы представляют собой бобышки 5j сквозь которые продеваются болты 6-5 затягиваемые гайками 7

Внутренняя поверхность внешнего стакана 3 соответствует наружной расходящейся конической поверхности стержня и прижимается крепежными эле- ,мeнтa D к ней„ Внешняя поверхность стакана 3 вьшолнена тороидальной, причем диаметр ее большего отверстия был равен диаметру большего основания конического участка 2 стержня. Внут речний стакан 4 выполне}} коническим с небольшим фланцем, переходящим в фитинг 8, Внешняя поверхность стакана 45 соприкасающаяся с внутренней по- верхностью конического участка 2 стержня, соответствует последней. Фланец стакана 4 может быть выполнен не по всему периметру, особенно для размеров 80 Ncvij а только в тех местах, где устанавливаются крепежные элементы, что позволяет уменьшить вес конструкции „ Стакан 4 пр и установке внутрь конического участка 2 стержня несколько выступает за торед стержня что обеспечивает лучшее сжатие сочлененных поверхностей при осевой стяжке крепе;кньгми элементами,

Бобыижи 5 крепежных элементов внутренней поверхностью примыкают и соприкасаются с тороидальной поверхностью наружного стакана 3, а торцовая поверхность обработана перпендикулярно оси стержня,

Во внешнем с,такане Зр коническом участке 2 стержня 1 и внутреннем стакане 4 вьшолнены осевые отверстия. Крепежные элементы - болты или вин5

0

5 0

5 0 5

о 5

ты 6 вставляются в отверстия 5 и сквозные отверстия в соединяемых деталях и фиксируются гайками 7. При завинчивании гаек создаются осевые усютия, стягивающие детали.

Стержень 1 может иметь с одной с стороны расходящийся конический участок, а с другой стороны - сходящийся. Может иметь оба расходящихся или оба сходящихся конических участка, В первом случае внешние, стаканы 3 должны быть.выполнены разъемными для установки снаружи на конические участки, во втором случае внутренние стаканы 4, переходящие в фитинги, должны быть выполнены разъемными для установки внутрь стержня.

Отверстия и бобышки 5 располагаются равномерно по периметру стакана и конического участка, их число составляет от 3 до 12 и зависит от диаметра стержня.

Сборка стержня осуществляется следующим образом.

На конический участок 2 композиционного стержня 1 надевается внешнюю стакан 3, внутрь вставляется внутренний стакан 4, болты 6, входящие в отверстия бобыше с 5 вставляются в сквозные осевые отверстия, проходящие через конический участок, и завинчиваются с помощью гаек. При завинчивании бобьш1ки воздействуют своей поверхностью на тороидальную поверхность внешнего стакана 3, которьш прижимается к наружной поверхности конического участка 2, одновременно внутренний стакан, выступающий за торец стержня, своей внешней поверхностью прижимается к внутренней поверхности конического участка. Таким образом, конический участок стержня оказывается сжатым между внутренним и наружным стаканами.

Стержень воспринимает нагрузку следующим образом,

В нерабочем состоянии (при отсутствии эксплуатационной нагрузки) в месте сочленения имеются только монтажные напряжения от сборки. При появлении нагрузки, например растягивающей, усилие от стержня передается на внешний стакан и через бобышки на крепежные элементы, которые не дают возможности соединению раскрыться, т.е. расчленить стержень и внутренний стакан. При восприятии сжимающей нагрузки напряжения передаются не на

торец стержня, а на его конический участок. В результате включаются в передачу осевых усилий слои конического участка композиционного стержня осуществляется их равномерное сжатие в зоне упругих деформаций. Сжатие слоев, составляющих толщину композиционного стержня, ведет к повышению предельных значений межслойной жест- кости и временнътм сопротивлениям послойного сдвига. Сквозные осевые отверстия, проходящие через конический участок стержня, не снижают прочност стержня вследствие того, что напря- женин нагрузки, к концу конического участка незначительны и достигают своего наибольшего значения в его середине, т.е. в тех местах, где отверстий нет, и снижаются к зоне пере хода к цили1щр етеской части.

Изобретение позволяет повысить прочность композиционного стержИя за счет обеспечения Л1. чшего и более равномерного сжатия его коническаго участка, зажатого между стаканами. При этом уменьшаются габариты и вес конструкции за счет уменьшения габаритов и веса внешнего и внутреннего стаканов. Исключается проворот сочле ненных поверхностей одна относительно другой в окружном направлении

вследствие установки сквозных крепежных элементов,,

Изобретение позволяет обеспечить увеличение прочности места сочленения соединенных деталей по мере увеличения нагрузки, воспринимаемой де- таляш (чем больше нагрузка, воспринимаемая соединением, тем большую нагрузку смогут выдержать и сами места соединения).

Ф о р м у л , а

изо

р е т е н и я

Законцовка композиционного полого стержня, содержащая внутренний и внешний конические стаканы с фланцами, стержень с конической частью, распо- ложенньш между стаканами, и крепежные элементы, отлич ающаяся тем, что, с целью повьшения несущей способности при снижении веса и сохранении габаритов, внутренний кони- мескш стакан вьтолнен расширяющимся к фланцу, внешняя поверхность внешнего стакана выполнена тороидальной, при этом больший диаметр внешнего стакана соответствует большему диаметру конического участка стержня, а отверстия под крепежные элементы выполнены на конргческшс участках стаканов и стержня.

Изобретение относится.к области машиностроения, а именно к изготовлению силовых элементов из композиционных стержней для передачи осевых- нагрузок. Цель - повышение несущей способности при снижении массы и сокращении габаритов, Внутрен ний конический стакан 4 вьшолнен расширяющимся к фланцу, а внешняя поверхность внещнего стакана 3 выполнена тороидальной, при этом больщий диаметр внешнего стакана 3 соответствует большему диаметру конического участка 2 стержня 1, а отверстия под крепежные элементы 6 выполнены на конических участках стаканов 3, 4 и стер- жня 1. Изобретение позволяет обеспечить увеличение прочности мест соеди- щ нения деталей. 1 ил. СЛ