Составной стержень Советский патент 1981 года по МПК E04C3/08 

(54) СОСТАВНОЙ СТЕРЖЕНЬ

Изобретение относится к строи ёльным стержневьм металлоконструкци и может быть использовано в преци.зионных металлоконструкциях, наприме радиотелескопов, к которьм предъявляются требования заданного закона деформирования под нагрузкой, например, в каркасах зеркал радиотелескопов. Известна прецизионная стежневая конструкция, состоящая из сплошных стержней, закон деформирования которой обеспечивается подбором осевых жесткостей стержней 1. Недостатком такой К9нструкции является невозможность точного обес- пач(ения требуемого закона деформирования, так как жесткости стержней подбираются расчетным путем посредством выбора их поперечных сечен й и в процессе отладки конструкции изменяться не могут. Наиболее близким к предлагаемому является составной стержень прецизйонной стержневой конструкции, включающий два концевых злемента, соединенных с помощью резьбовых соединений промежуточным элементом, причем последний выполнен в виде прорезной пружины с резьбой на наружной поверхности и наворачиваемой на нее длинной гайкой, перекрываницей { заглушающей) то или иное число витков пружины . Недостатком известного стержня является невозможность беступенчатого регулирования его осевой жесткости, связанной с невозможностью заглушать дробное число витков пружины. Дискретность регулирования жесткости равна жесткости одного витка вследствие чего снижается точность выполнения стержневой конструкцией заданного закона деформирования. Цель изобретения - повьшение точности работы стержневой конструкции - йутем бесступенчатого регулирования,f осев.ой жесткости. Указанная цель достигается тем, что в составном стержне прецизионно стержневой конструкции, включающем крнцевые элементы, соединенные с по мощью резьбовых соединений промежуточным элементом, резьбовые соедине иия промежуточного элемента с. концевыми вьшолнены с одинаковыми шага и направлениями резьб, а промежуточ ный и один из концевых элементов сн жены поясками, причем взаимодейству щие резьбы одного соединения размещ ны на пояске концевого элемента, и длине промежуточного, а другого сое динения - на пояске промежуточного по длине другого концевого элемента при этом промежуточный и имеющий резьбу по длине концевой элементы имеют разные осевые жескости. При э поясок на концевом элементе выполне наружным, а промежуточный элемент выполнен в виде трубы с внутренним пояском. Кроме того, поясок на промежуточном элементе может быть в полнен наружным, а концевые элементы - в виде труб и поясок на одном из них - внутренним. На фиг. 1 показан предпагаемый основной стержень, разрез; на фиг. 2 - то же, вариант выполнения на фиг. 3 - схема силового потока. Составной стержень состоит fea последовательно соединенных между с бой соосных стержневых элементов: двух концевых 1 и 2 и промежуточного 3. Элементы соединены между собой резьбовыми соединениями: элемент 1 с элементом -3, и элемент 3 с элементом 2, Для этого в предлагаемом стержне (фиг. l) оба концевых элемента J и 2 выполнены в виде круглых стержней и установлены вдоль общей оси. Их торцы 4 и 5 рас положены практически вплотную друг к другу. По длине элемента 1 нареза на резьба 6 диаметром d , Концевой элемент 2 снабжен пояском 7, диаметр которого болыле диаметра элемента I.. На. пояске 7 нарезана резьба 8 диаметром dj, большим чем d . Промежуточный элемент 3 выполнен в виде трубы.на одном торце ко торой выполнен внутренний поясок 9 По длине промежуточного элемента 3 на внутреннй поверхности нарезана резьба 10 диаметром dj, как на пояске 7 элемента 2. На внутреннем пояске 9 элемента 3 нарезана резь2ба 11 диаметром d диаметром а , как на элементе 1. Все резьбы 6, 8, Ю и П имеют одинаковые направления и шаги. Элемент 3 наворачивается одновременно резьбами 10 и II на резьбы 8 и 6 соответственно элементов 2 и 1. Внешними торцами 12 и 13 элементов 1 и 2 составной стержень соединен с узлами металлоконструкции (не показана) . Для фиксации элемента 3 составной стержень снабжен фиксатором, например контргайкой 14. Для обеспечения соосности элементов 1, 2 и 3 стержень снабжен пальцем 15, центрирующим между собой торцы 4 и 5 элементов 1 и 2, и резьбовой втулкой 16, вворачиваемой наружной резьбой в резьбу 10 элемента 3 и скользящей внутренней цилиндрической поверхностью по наружной поверхности элемента 2. Промежуточный элемент 3 и концевой элемент 1 имеют разные осевые жесткости. В стержне (фиг. 2) концевые элементы 1 и 2 выполнены в виде труб, а промежуточный элемент 3 - в виде стержня с наружным пояском. По длине элемента 1 нарезана внутренняя резьба. Концевой элемент 2 имеет внутренний поясок с резьбой. При воздействии осевой нагрузки на орец 12 усилия передаются по элементу 1 через резьбовые соединения 6 и П на элемент 3 и далее через резьбовые соединения 8 и 10 - на элемент 2. Осевая деформация составного стержня равна сумме осевых деформаций элемента 1 по длине 0 , элемента 3 на длине &j и элемента 2 на длине л . Обозначив осевую жесткость элементов 1, 2 и 3 через EF , ЕР„ и EF,j соответственно, а длину и приведенную осевую жесткость составного стержня через L и Ef , запишем L &, &g е EF, EF или с. 1 г э .J.bJj / &, ta to, EF L-ls EF EF, Благодаря равенству шагов резьбы в обоих резьбовых соединениях при вращении элемента 3 относительно невращающнхся элементов 1 и 2 он перемещается также и поступательно на одинаковую длину относительно стерлсней I и 2, т.е. суммарная длина стержня остается при этом неизменной. Также неизменной остается и участвующая в .передаче усилий длина t элемента 2 3 то же время длина участвующих в « и И, передаче усилий участков ментов I и 3 меняются. Таким образом, если жесткости EF и Ef стержней 1 и. 3 различны, (за счет разнищ 1 в площадях Р и F из поперечньЬс сечений или в модулях Е| и EJ упругости их материалов). то приведенная жесткость EF о при 3 будет изменятьвращении элемента ся. Например, при Ef.EF, диапазоне изменения 0- Ь приведенная жесткость ERj может бессту пенчато изменяться OTvEF i до л i ,3 EF| , т.е. в диапазоне, в большинстве случаев вполне достаточном для компенсации отклонения реальной жесткости стержня от расчетной. Очевидно, что данный принцип изм нения жесткости составного стержня может быть реализован и в конструкции (фиг. 2), в которой концевые стержневые элементы выполнены в виде труб с внутренним резьбами, а промежуточный - в виде шпильки с резьбовым пояском. Использование изобретения позвол ет повысить точность отработки прецизионными стержнёв1л ЕИ конструкциями заданного закона деформации и расашрить, таким образом, область применения последних, распространив ее, например, на металлоконструкции особо точных радио- и оптических телескопов. . Формула . изобретения 1. Составно|й стержень прецизионн стержнейой конструкции, включающий 2 концевые элементы, соединенные с помощью резьбовых соединениЙ1 промежутб ным элементом, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности ра,боты стержневой конструкции путем обеспечения бесступенчатого регулирования осевой жесткости, реэьбовые соеда нения промежуточного элемента с концевыми выполнены с одинаковыми шагами и направлениями резьб, а.промежуточный и один из концевых элементов снабжены пояск ни, причем взаимодействукнцие резьбы одного соеди нения размещены на пояске концевого . элемента и по длине промежуточного, а другого соединения - на пояске промежуточного и имекхщй резьбу по длине концевой элементы нмеtoT осевые жесткости. 2.Стержень по п. , отличающийся тем, что поясок на конц&вом элементе выполнен наружным, а прсадежуточный элемент выполнен в виде трубы с внутренним пояском. 3.Стержень по п. 1, отличающийся тем, что поясок . на промежуточном элементе вьтолнен наружным, а концевые элементы выполнены в виде труб и поясок на одном из них - внутренним. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 655794, кл. Е 04 С 3/08, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 67268t, кл. Н 01 а 15/14, 1977.

toX

to