Соединение деталей (его варианты)

(19) (11) б 1) 4 Г 16 В 17/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/ "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) 1. Соединение деталей, преимущественно для работы при отрицательных температурах, содержащее охватываемую и охватывающую детали из материалов с различными коэффициентами линейного расширения, крепежное средство и компенсаторы в виде радиальных штифтов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, штифты установлены с натягом в перпендикулярных друг другу отверстиях охватываемой детали с возможностью взаимодействия их торцов с внутренней поверхностью охватывающей детали, концы штифтов размещены в отверстиях охватываемой детали с зазором, при этом охватывающая деталь выполнена из материала с коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у материала охватываемой детали,с а штифты - из материала с коэффициен- щ том линейного расширения не большим, чем у материала охватывающей детали.1208337 2. Соединение деталей, преимущественно для работы при положительных температурах, содержащее охватываемую и охватыващую детали из материалов с различными коэффициентами линейного расширения, крепежное средство и компенсаторы в виде радиальных штифтов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, радиальные штифты установлены с. натягом в перпендикулярных друг другу отверстиях охватываемой детали Изобретение относится к соединению деталей, например, крыльчатки ,ротсра центробежного насоса с его валсм и предназначено преимущественно для работы при температуре рабочей среды, значительно отличающейся от температуры сборки соединения в случае изготовления крыльчатки и вала из разных материалов, имеющих большую разницу в коэффициентах линейного расширений,Цель изобретения - повышение надежности в условиях высокооборотных нагрузок. На фиг. 1 изображено соединение крыльчатки с валом по конической поверхности; на Фиг, 2 - то же, при работе насоса и действии рабочих температур; на фиг 3 - разрез А-А на фиг,; на фиг 4 - соединение крыльчатки с20 валом при сопряжении деталей по цилиндрической поверхности.Соединение деталей содержит крыль- чатку 1 и вал 2, которые выполнены2(, с согласованными коническими поверхностями 3 на хвостовике 4 крыльчатки и центрального отверстия вала. На конечном участке 5 хвостовика крыльчатки имеется резьба 6, которая предназначена для закрепления крыльчатки 1 на валу 2. Крыльчатка 1 и вал 2 выполнены из материала с различными коэффициентами линейного расширения; например, крыльчатка изготовлена из алюминия, а вал - из З стали. Соединение деталей снабжено компенсатором выполненным в виде двух пар перекрещивающихся штифтов." с возможностью взаимодействия ихторцов с внутренней поверхностью охватывающей детали, концы штифтовразмещены в отверстиях охватываемойдетали с зазором, при этом охватывающая деталь выполнена из материалас коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала охватываемой детали, а штифты - иэ материала с коэффициентом линейного расширения не меньшим, чем у материала охватывающей детали. первая пара - штифты 7 и 8, вторая пара - штифты 9 и 10, Каждый из штифтов установлен в радиальном отверстии охватываемой детали 1 и сопряжен по торцам с охватывающей деталью по части конической поверхности 11. Все штифты 7 - 10 выполнены как и вал 2 из той же стали или из стали, имеющей меньший коэффициент линейного расширения, чем сталь вала 2, Любая из пар этих перекрещивающихся штифтов, например, штифты 7 и.8 (Фиг. 3) расположена под уголом м =90 вдоль оси 12 соединения деталей, Каждый из штифтов компенсатора посажен в охватываемую деталь т.е. в хвостовик 4 крыльчатки 1 в средней части, т,е. в зоне оси 12 на длине ь с натягом, а по обеим концам этого штифта - с зазором 13,Соединение работает следующим образом.После ввинчивания конечного участка 5 алюминиевой крыльчатки 1 в вал 2 по его конической поверхности 14 создается натяг одновременно в месте контакта с конической поверхностью 3 хвостовика 4 и частью конической поверхности 11 штифтов. При работе насоса после его заполнения криогенной жидкостью в месте контакта поверхности 14 с поверхностью 3 образуется температурный зазор 15 (фиг. 2 и 3), а в месте контакта с поверхностью 11 натяг увеличивается, поскольку уменьшение длины хвостовика превышает уменьшение длины ва 1208337ла на участке 3, т.к. крыльчатка алюминиевая, а вал стальной, Одновременно возрастает натяг по торцам штифтов 8-10. Для снижения контактных напряжений опрокидывающего момента, направленного по стрелке 16 относительно конечного участка 5, действующих в месте контакта штифтов с поверхностью 14, в соединении установлено две пары штифтов, создающих в работе реактивный уравновешивающий момент противоположного направления, После слива криогенной жидкости иэ насоса, штифты занимают исходное положение, т.е, коническая поверхность 11 совпадает с конической поверхностью 3 и сопряжение происходит по обеим поверхностям с исходным монтажным натягом.Аналогично работает соединение деталей, сопряженных по цилиндрической поверхности (поверхности 3, 11 и 14 - цилиндрические) за исключением того, что в этом соединении натяг по штифтам в радиальном направлении регулируется только подбором марки материала этих штифтов, изменение длины на натяг при рабочих температурах не влияет. Выполнение угла Ф между перекрещивающимися штифтами прямым позволяет получить примерно одинаковую жесткость соединения в любом из радиальных направлений в момент работы насоса на криогенноижидкости. Посадка. штифтов в охватываемую деталь с натягом только всредней части и с зазором по их концам позволяет уменьшить влияние натяга на температурные изменения длины штифтов, т,е. получить натяг вработе по части конической поверхности 11, близкий к расчетному. ОСоединение по второму вариантуработает следующим образом.После ввинчивания конечного участка 5, например, стальной крыпьчатки 15 1 в алюминиевый вал 2 по его конической поверхности 14 создается натяг одновременно в месте контакта с конической поверхностью 3 хвостовика и частью конической поверхности 11 2 О штифтов. 11 ри работе насоса после заполнения его горячей жидкостью в месте контакта поверхности 14 с поверхностью 3 образуется температурный зазор 15 (фиг, 2 и 3), а в месте кон такта с поверхностью 11 натяг илисохраняется, или увеличивается, если коэффициент линейного расширения штифтов значительно больше, чем коэффициент расширения вала, компенсируется разница в линейных расширениях крыльчатки и вала на длине Х,. Послеслива жидкости соединение возвращается в исходное состояние,1208337 777 Понного комитета СССРтений и открытийушская наб д. 45 акаэ 228/4 7 ираж НИИПИ Государств по делам иэобр Москва, Ж, Р