Соединение деталей силовых машин

Изобретение относится к ответственным соединениям, используемым в машиностроении.

Известны резьбовые соединения деталей машин, в которых осуществляется соединение шпильками [1] (стр. 12 рис. 1.4. в).

При работе резьбового соединения со шпилькой, в условиях сложного нагружения имеет место значительный изгиб шпильки по всей длине, причем максимальные изгибающие напряжения приходятся на сечение резьбовой части, которое совпадает с первым витком, где имеет место значительные концентрации напряжений и которое разрушается, прежде всего, в данных соединениях [1].

Известен еще узел соединения деталей в котором, со стороны гайки на первую соединяемую деталь установлена втулка под посадку болта без зазора, болт выполнен с пояском, расположенным в отверстии другой соединяемой детали, без зазора между пояском болта и другой соединяемой деталью со стороны действующей поперечной нагрузки, при этом гайка упруго вдавлена во втулку, а втулка и болт упруго вдавлены в соединяемые детали [2].

Основными недостатками данного решения является необходимость обеспечения достаточно высокой точности соосности отверстий соединяемых деталей, а также трудоемкость изготовления.

Цель изобретения - повышение прочности соединения путем уменьшения изгибающих напряжений под резьбовой частью, повышение равномерности распределения поперечной нагрузки в групповом резьбовом соединении, повышение жесткости соединения на сдвиг.

Поставленная цель достигается тем, что в пределах одной соединяемой детали шпилька имеет цилиндрический участок большего диаметра, которая торцевой частью упирается в опорную часть цилиндрического отверстия примыкающего к гайке, а со стороны другой соединяемой детали на стержень шпильки установлена втулка с наружной конической поверхностью под посадку без зазора, исключающая изгиб резьбовой части.

На чертеже показан продольный разрез предлагаемого соединения (Фиг. 1).

Соединение содержит установленные в отверстия деталей 1 и 2 шпильку 3, втулку 4 с гайками 5 и 6.

В детали 1 выполнено цилиндрическое отверстие диаметром d₁ и высотой примыкающее к гайке для установки цилиндрической части шпильки диаметром d₃ и высотой по свободной посадке. Со стороны детали 2 на стержень шпильки установлена втулка высотой под посадку без зазора.

При сборке соединения шпилька 3 свободно входит в цилиндрическое отверстие диаметром d₁ и упирается кольцевой опорной поверхностью диметром d₃ в опорную часть детали 1, после чего устанавливается втулка 4 и производится затяг шпильки гайками 5 и 6 последовательно на рекомендуемое значение.

При работе группового резьбового соединения под действием поперечных нагрузок все крепежные детали деформируются как трех опорные стержни с тремя защемленными участками, полностью исключающие изгиб резьбовых частей. При этом равномерность распределения поперечной нагрузки доходит до 1 и существенно повышается реальная прочность и жесткость соединения.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. - М.: Машиностроение, 1990 г. - 368 с.

2. Патент №2341693. Москва 20.12.2008 (прототип).

Узел резьбового соединения деталей машин, содержащий две соединяемые детали, в отверстиях которых установлена шпилька с втулкой и гайками, отличающийся тем, что в пределах одной соединяемой детали шпилька имеет цилиндрический участок большего диаметра, которая торцевой частью упирается в опорную часть цилиндрического отверстия, примыкающего к гайке, а со стороны другой соединяемой детали на стержень шпильки установлена втулка с наружной конической поверхностью под посадку без зазора, исключающая изгиб резьбовой части.