Способ изготовления резьбового соединения с переменным шагом резьбы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801219280 А цр 4 В 23 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4 ЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУ ПИСА ВТОРСКОМУ С лью уп я тем, чт товления и ющи ения из озийной кор стоикости соедеменного шага ения, пол ение и существляютилием. меньием с осевым свинчи шим, ч усилие, вызывающее пластические еформации по виткам резьбы, затем нагревают соединение при температуре, не превышающей температуры при которой происходят структурные изменения вметалле в течение времени, при котором деформация ползучести ем д1982.НИЯ РЕЗЬБНЫМ ШАГОМ ие резъбыпостояннымние элеменее получестановится равозникающей орузок.(21) 3782029/25-08 (22) 18. 08. 84 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (72) В.И. Горелов, Г.И.Бык и В.Ф.Кузнецов (53) 621.924.6(088.8) (56) Патент США У 4346920 кл. Р 16 Т. 1500, опублик(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕ ВОГО СОЕДИНЕНИЯ С ПЕРЕМЕН РЕЗЬБЫ, включающий нареза на элементах соединения с шагом и профилем, свинчив тов соединенияи послеДую ние переменного шага, о т и упругои дещормаци ксплуатационных наг10 15 20 25 30 35 40 45 Осевая сила, действуящая на резьбовое соединение при повышенных температурах вызовет полэучесть тел болта, гайки и витков резьбы, а также релаксацию напряжений в концентраторах, образовавшихся во впадинах резьбы. Неравномерность нагрузки по виткам вызовет неравномерность остаточной деформации ползучести. Так как деформация палзучести нелинейным образом зависит от напряжений, то наибольшие остаточные деформации накапливаются на первых витках резьбы, а нагрузка с первых витков автоматически передается соседним. Этот процесс продолжается до полного выравнивания нагрузки по всем виткам резьбы. После разгрузки резьбавае соединение будет иметь необходимые переменный шаг и профиль витков, Когда соединение подвергается расчетной осевой нагрузке в условиях эксплуатации, все витки, находящиеся в зацеплении, нагружаются равномерно. 12Изобретение относится к способамизготовления резьбовых соединений иможет быть использовано в любых отраслях техники для соединений, работающих в динамическом режиме нагрузок, например в нефтяной и газовойпромьшленнасти, для изготовлениясоединений бурильных труб.Цель изобретения - упрощение изготовления соединения путем свинчиванияего с регламентироьанным усилием инагревом и повышение коррозийнойстойкости соединения путем снижениясвободной энергии его материала.Способ осуществляется следующимобразом,Элементы резьбаваго соединениясвинчивают с регламентированным усилием затяжкиОсевое усилие от затяжки должно быть меньше, чем усилие,вызывающее пластические деформациипа виткам резьбы, Собранную конструкцию помещают в нагревательное устройство и нагревают до температуры, непревышающей температуры, при которойвозможны структурное изменение в металле и ухудшение механических свойствВремя выдержки регламентируется де формацией ползучести, которая должна пройти по виткам резьбы и ее суммарная величина должна быть не меньше,чем упругая деформация резьбы, вызсванная максимальной эксплуатационнойнагрузкой,Изменение шага рассмотрим на примере замкового соединения труб в случае растянутого ниппеггя и сжатой муфты., Наибольшее растягивающее усилиев ниппеле приходится на первый витоку основания конуса. Два соседних витка деформируются неравномерна, Остаточная деформация у первого витка.больше, чем у второго, Пасйе разгрузки шаг у витков уменьшается по сравнению с начальньгм, Такой эффект наблюдается у всех витков, на, приближаяськ вершине конуса, шаг постепенно увеличивается до первоначального. В муфте, находящейся в сжатом состоянии,процесс ползучести происходит в обратном порядке. Наибольший шаг резьбыпосле разгрузки имеют витки, расположенные у основания.Изобретение позволяет выравнятьнагрузку по виткам резьбы. Так при 17витках в замковом соединении нагрузка на первый виток составит0,06 отдействующей. Уменьшение нагрузки в7,5 раз при усталостном режименагрузки резко увеличит долговечностьрезьбавого соединения.Кроме этого, материал, подвергнутый высоким давлениям при высокихтемпературах, обладает пониженнойсвободной энергией. Злектрахимическая природа коррозии непосредственносвязана сс свободной энергией, с понижением последней снижается способность материала к коррозии. Деформации ат контактных напряжений, возникающие на плоскости витка в условиях палзучести, являются объемными.Поверхностные слои материала находятся в условиях, близких к условиямвсестораннега сжатия.Таким образом сопряженные слоиматериала витков приобретают пониженную свободную энергию, следовательно, и пониженную способность ккоррозии,Способ мажет быть применен для изготовления закаленных резьбовых соединений. Операции нагрева под закалку и на ползучесть в этом случае совмещают. Нарезание резьбы производят в элементах соединения, находящихся в отложенном состоянии. Элементы соединения свинчивают с определенным усилием затяжки и подвергают их к традиционной закалке. Так как температура закалки достаточно высокая, та время выдержки при этой температуре оказывается достаточнымЗаказ 1193/18 Тираж 1001 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 для процесса ползучестн. Равномерная нагрузка по виткам исключает короб- ление резьбы при закалке.Способ может быть использован для цилиндрической резьбы обычной пары болт-гайкаВ большинстве случаев можно ограничиться ползучестью только витков гайки. В этом случае изготавливается длинный винт-калибр жаропрочного материала, который при температуре эксплуатации нечувствителен к ползучести. На калибр навинчивается несколько гаек и между каждой парой гаек создается необходимое усилие затяжки. Собранная конструкция помещается в нагревательное устройство и при заданной температуре выдерживается в течение заданного времени. Затем конструкцияохлаждается на воздухе и операцияобработки считается законченной. Вслучае закаленной винтовой пары нагрев под закалку и ползучесть совмещают.