Соединение фланцев деталей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социапистичесних Реснублик(51) М. Кл. с присоединением заявки йф Р 16 В 5/06 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30081(54) СОЕДИНЕНИЕ ФЛЛНЦЕВ ДЕТАЛИ Изобретение относится к устройст. вам газотурбинных и других тепловых двигателей, имеющих разъемные роторы, корпуса, трубопроводы и другие узлы, работающие при высоких нагрузках, давлении и температуре и переменных . напряжениях и соединенных посредством фланцев. Соединение может быть применено и в машиностроении.Известно соединение деталей, например, Фланцевых, содержащее установленные в проФильных пазах соединяемых деталей крепежные. элементы трапецевидного, прямоугольного или овального сечения Щ . Недостатком этого соединения является необходимость выполнения со-прягаемых поверхностей крепежных элементов и деталей сложной конфигурации с высокой точностью для обеспечения жесткости, в связи с чем предусмотрены устройства для затяжки,кроме этого соединение не применимо для высоконагруженных деталей.Наиболее близкое к предлагаемомусоединение Фланцев деталей, содержащее стяжные вкладыши, в виде перемычки с двумя головками, установлен ф ныв с натягом в сквозных пазах, вы-полненных по периФерии Фланцев соединяемых деталей 21,Недостатком этого соединения является то, что цилиндрическая Формаголовок и короткая, малоподатливаяперемычка приводят к необходимоститочного выполнения головок и отверстий под них как по диаметру, так ипо межосевым расстояниям, недопустимо высоким напряжениям в перемычкахпри посадке вкладышей с натягом изаеданию вкладышей при посадке. Следует отметить, что межосевые расстояния отверстий под головки вкладышей15 необходимо выдерживать с высЪкойточностью и в тангенциальном направлении.Все вышеперечисленное в итоге приводит к снижению надежности соедине 20 ния при переменных нагрузках и куменьшению ресурса изделия и снижению герметичности соединения.Цель изобретения - увеличение герметичности и надежности соединения25 при переменных нагрузках,Укаэанная цель достигается эасчет того, что соединение снабженопластинчатыми Фиксаторами, каждыйиз которых выполнен с боковыми ра 30 диусными выступами, головки вкладыки 6 и фл выс ром Герметичность соединения достига.,ется увеличением усилия стягивания фланцев, действием усилия на большую площадь фланцев и более равномерным натягом по размеру. Ниже, приведены результаты сравнительного расчета соединений болтами среднего размера(резьба Мбч 1) и вкладышами.Исходные данные: среднее напря1 ние растяжения в болтах Ъ =50 кг/ материал болтов 40 х ВМА с пределом текучести Ъц= 8,5 кг/мм . Расчет вы полнен без учета податливости фланцев, что не вносит существенных погрешностей в результаты.12Бетяг в балте 55 50 т -- 0 жем,Г, 55 1 е 1 0,028 Зада ладышеым натягом во ся номиналеЬ = 0,03 шей выполнены с полукруглыми поперечным сечением и с плоским опорным ,торцом, а перемычка вкладыша выпол.нена в виде прямоугольной пластины с симметричными глухими радиусными пазами на выступающем за пределы фланцев соединяемых деталей участке вкладыша,при этом края пластинчатых Фиксаторов отогнуты на фланцы соединяемых деталей, а радиусные выступы расположены в глухих радиусных пазах смежных вкладышей,На Фиг. 1 показан частичный вид вдоль оси на фланцы соединяемых деталей; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг. 4 - внешний вид вкладыша. 15Во фланцах 1 и 2 соединяемых деталей выполнены радиально направленные пазы 3, равномерно расположенные по окружности. В пазах с натягом установлены стажные вкладыши 4, состоя- щ щие из плоской прямоугольной перемыч 5 и головок полукруглого сечения7 с плоскими опорными торцамиРадиальная Фиксация каждой пары вкладышей обеспечивается посредством пластинчатых фиксаторов 8, радиусные выступы 9 которых входят в радиусные пазы 10, выполненные в перемычке 5.,Сжатие обеспечивается эа счет натяга по размерам Г .Стабильность сжатия анцев корпусов, работающих при окой температуре повышается выбо материала вкладышей по коэффициенту линейного расширения Демонтаж вкладышей производится введением рычажного съемного З 5 инструмента в пазы 10 или в зазоры 11.После запрессовки вкладышей 4 напряжение растяжения в перемычке 5 создает усилие, сжимающее Фланцы 1 и 2. Пластинчатые Фиксаторы до постановки 4 О изогнуты по дуге окружности и выпрямляются для введения выступов 9 в пазы 10. Края фиксаторов загибаются в кольцевые пазы 12 на периферии фланцев соединяемых деталей.4Результаты расчета сведены в таблицу. Нат 28 мм,70 Как видно из таблицы, усилие сжатия при помощи вкладышей возрастает в 2,4 раза при уменьшении ЬР на 12, а до Уменьшается на 28,5, что снижает возможность релаксации напряжений, а площадь приложения усилия сжатия возрастает в 1,7 раза. Равномерность натяга обеспечивается возможностью более точного выполнения размеровФланцев и вкладышей,Вкладыши изготовляются прокаткой полосы и холодной калибровкой протягиванием через профилированную Фильеру из твердого сплава с последующей разрезкой заготовки. Таким образом, размер 3 вкладышей может быть выполнен с высокой точностью. Поломка вкладышей предотвращается также значительным уменьшением концентрации напряжений. Радиус перехода плоской перемычки в полукруглые головки 6 и 7 равен 1,5-2,5 мм, в то время как радиус впадин резьбы болтов находится в пределах 0,14- 0,21 мм. Это повышает надежность и ресурс соединения. Напряжение смятия в опорныхповерхностях оЗапас прочностпо статическому напряи пределукучести Уменьшение плотно фланцами (герметично щается уменьшением ментах вкладышей и ным натягом. Поломк вращается выравнива шением напряжений и пряжений, Усадка де щих при больших тем ентах, устраняется ных пазов во фланца и разборки соединен благодаря отсутстви тельным преимуществ устройства является ричного использован сти стыка между сть) предотвраапряжений в элеолее равнбмервкладышей предот ием натяга, умень концентрации наалей, работаюературных градиаличием радиальВремя сборки я уменьшаетсягаек. Дополним предлагаемоговозможность втоя вкладышей.842246 12 формула изобретения Соединение Фланцев деталей, содержащее стяжные вкладыши., выполненные в виде перемычки с двумя головками, установленные с натягом в сквозных пазах, выполненных по периферии флан цев соединяемых деталей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения герметичности и надежности соединения при переменных нагрузках, оно снабжено пластинчатыми фиксаторами, каждый из которых выполнен с боковыми радиусными выступами, головки вкладыша выполнены с полукруглым поперечным сечением и с плоским опорным торцом, а перемычка вкладыша выполнена в виде прямоугольной пластины с симметричными глухими радиусны"ми пазами на выступающем за пределыфланцев соединяемых деталей участкевкладыша, при этом края пластинчатыхФиксаторов отргнуты на фланцы соединяемых деталей, а радиусные выступыразмещены в глухих радиусных пазахсмежных вкладышей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Германии Р 135075,кл. 47 а 1, 1961.2. Патент СМА 9 3746468,кл. 416-204, 1973 (прототип). НИИПИ Заказ 5013/3 ираж 860 Подписное илиал ПП "Патент",Ужгород, ул.Проектная,4