Стыковое соединение секций гребного вала из композиционного материала

(5изо Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения(73) Централыьй научно-исследовательский институт специального машиностроения(54) СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СЕКЦИЙ ГРЕБНОГО ВАЛА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕОю КЦ ао 206131 бХД.(БЦ 5 В 23 4 зование: судостроение. Сущноаь стыковое соединение содержит цизаконцовки, секцьщ внутреннюю втулобойму и металлическую облицовку,между законцовками и наружной рекрытием стыка секций. Законцовки, цовка скреплены радиально установбовыми стержнями, концевые конусы ещенные в облицовке, зафиксированы пьцами 3 ил 7) Иатопьбретениалиндрическиеку, наружнуюустановленнуюобоймой с певтулки и облиленными резькоторыми размпризонными коИзобретение относится к области судостроения и может быть использовано в гребных валах, а именно, в стыковых соединениях секций гребных валов, выполненных иэ композиционного материала. 5Известно стыковое соединение секций вала, выполенных иэ композиционного материала, содержащее цилиндрические законцовки секций, скрепленные внутренней втулкой, наружной обоймой и радиально ус тановленными элементами (болтами).Известная конструкция обладает недостаточной надежностью иэ-за накапливающейся релаксации всех элементов соединения. 15Цель изобретения - повышение надежности соединения за счет уменьшения влияния релаксации его элементов под действием комбинированных нагрузок на изгиб и кручение, 20Указанная цель достигается тем, что из- . вестное стыковое соединение секций гребного вала иэ композиционного материала, содержащее цилиндрические законцовки секций, скрепленные внутренней втулкой, наружной обоймой и радиально установленными элементами, снабжено металлической облицовкой, устаноолснной между цилиндрическими законцовкаци и наружной обоймой, перекрывающей стык секций и 30 имеющей с обоймой конгруэнтные конические поверхности, и призонными кольцами, причем металлическая облицовка зафиксирована упомянутыми призонными кольцами, размещенными в выполненных в З 5 металлической облицовке радиальных отверстиях, при этом головки упомянутых крепежных элементов выполнены в продольном сечении в виде усеченных конусов и на них установлены упомянутые при зонные кольца, а крепежные радиальные элементы выполнены в виде цилиндрических или конических резьбовых стержней, установленных и реэьбовые соосные отверстия, выполненные в цилиндрических за концовках секций и внутренней втулке.На фиг.1 показано сечение заявляемой конструкции стыкооого соединения; на фиг.2- узелна фиг.1; на фиг.З - приэонное кольцо и головка реэьбового стержня, 50Стыковое соединение содержит цилиндрические законцовки 1 и 2 секций трубы, внутреннюю втулку 3, наружную обойму 4 и металлическую облицовку 5, установленную между цилиндрическими эаконцовками 1 и 2 и наружной обоймой 4, Облицовка 5 перекрывает стык б секций. Законцовки 1 и 2 свнутренней втулкой 3 скреплены с помощьюкрепежных радиальных элементов, выполненных в виде конических резьбовых стержней 7, которые установлены в резьбовые соосные отверстия 8 и 9, выполненные в цилиндрических законцовках 1 и 2 и внутренней втулке 3, Головки 10 реэьбовых стержней 7 выполнены в продольном сечении в виде усеченных конусов, размещенных в отверстиях 11 облицовки 5. На них установлены призонные кольца 12 их коническими отверстиями 13, Облицовка 5 имеет с обоймой 4 конгруэнтные конические поверхности 14 и 15.Сборку соединения производят следующим образом. Цилиндрические законцовки 1 и 2 секций трубы соединяют втулкой 3 с посадкой ее резьбовой части на клей. После предварительной механической обработки цилиндрической поверхности стыка напрессовывают облицовку 5 со вскрытием и обработкой отверстий под призонные кольца 12, Вскрывают и обрабатывают отверстия под резьбовые стержни 7. Вворачивают с посадкой на клей резьбовые стержни 7, вскрывают приэонные кольца 12 и напрессовывают наружную обойму 4,Стыковое соединение работает следующим образовал, От двигателя(не показан) крутящий момент передается по трубе вала на втулку 3 и облицовку 5 эа счет контактного давления, клеевого и механического соединения, По развитой конусной поверхности облицовки 5 силовая нагрузка передается на наружную обойму 4 и снимается состыкованными секциями.В стыковом соединении секции трубы вместе с их законцовками выполняют из композиционного материала на основе угольного или стеклянного волокна и эпоксидной смолы, а остальные соединительные элементы изготавливают иэ стали.Для противодействия межслойной релаксации композита, для обеспечения устойчивости работы соединения и уменьшения влияния релаксации на надежность стыка использовано объемное сжатие состыкованных законцовок секций труЬы и поперечная фиксация их слоев путем введения металлической облицовки и резьбовых витков на цилиндрических или конических стержнях, выполненных в зоне многослойного композиционного материала. Для надежной и эффективной фиксации слоев композиционного материала в законцовках секций стержни ввернуты на клей.Для беззаэорного соединения реэьбовых стержней с облицовкой головки стержней выполнены в виде усеченных конусов, по поверхности которых осуществлена посадка призонных колец, имеющих для этого внутренние конические отверстия. Внешней цилиндрической поверхностью приэон2001826 15 г,7 Составитель Л.Молчановадактор Т.Павловская Техред М.Моргентал Корректор М,Т Тираж Подпи НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Заказ 31 здательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин Проиэводст ные кольца расположены по посадке с натягом в облицовке. Наружная обойма и облицовка имеют конгруэнтные конические поверхности, благодаря чему наружная обойма напрессовывается с натягом на облицовку и обеспечивает дополнительное обжатие эаконцовок секций трубы,Таким образом, для цилиндрических законцовок секций трубы из композиционного материала в стыковом соединении создается постоянное по времени и величиформула изобретенияСТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СЕКЦИЙ ГРЕБНОГО ВАЛА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, содержащее цилиндрические законцовки секций, скрепленные внутренней втулкой, наружной обоймой и радиально установленными элементами, отличающееся тем, что оно снабжено металлической облицовкой, установленной между цилиндрическими законцовками и наружной обоймой, перекрывающей стык секций и имеющей с обоймой конгруэнтные конические поверхности, и приэонными кольцами, причем ме;аллическая не оптимальное объемное сжатие с надежной фиксацией их слоев между собой и относительно элементов обжатия.Благодаря этому обеспечивается необ ходимое контактное давление в сопрягаемых поверхностях, уменьшается релаксация узла и повышается надежность всей конструкции. 10 (56) ЯсЬарр 1 Н,С. Сопцпептз оп "СотрозйеЯЬаЫпд Фог йача 1 Ргорц 1 зоп Язсегпз" Ьу Р,Юйе 1 а ет аО/1 чача 1 1 пд 1 пеегз .1 оогпа 1 а 19861 ц 1 у, рр.77 - 79. Ид.2. облицовка зафиксирована упомянутыми приэонными кольцами, размещенными в выполненных в металлической облицовке радиальных отверстиях, при этом головки 20 упомянутых крепежиых элементов выполнены в продольном сечении в виде усеченных конусов и на них установлены упомянутые призонные кольца, а крепежные радиальные влементы выполнены в 25 виде цилиндрических или конических резьбовых стержней, установленных в рвзьбовые соосные отверстия, выполненные в цилиндрических законцовках секций и 30внутренней втулки,