Соединение цилиндрических деталей

(51) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬС АВТОРСКОМУ СВИ ИЛИНДРИЧЕСКИ ЕДИНЕНИЕЙользованиечных соедитали 1 разм2, Последнясредством иым эффектом в машиност нениях. В ц ещена цили зафиксиров ужины 3 из м памяти.фор О(71) Московский институт стали и сплавов(54) СО ДЕТАЛ (57) Исп гермет ской де деталь ли 1 по обратн лы,2 и оении при илиндричедрическая ана в детаатериала с мы. 2 з,п.фИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при герметичном соединении цилиндрических деталей, например отверстия в корпусе детали с трубой, из материалов с разными механическими свойствами например металла и полимера, для защиты деталей, работающих в контакте с жидкими и агрессивными средами,Известно неразъемное соединение цилиндрических деталей, а именно труб, включающее две трубы, расположенные встык, и соединительную муфту из материала с эффектом памяти формы. Соединение обеспечивается за счет реализации эффекта памяти формы в материале муфты, Однако такое соединение не обеспечивает герметичность при работе с трубами из материалов пластически деформирующихся под действием реактивных напряжений, возникающих в ходе реализации эффекта памяти формы в материале муфты.Наиболее близким к предлагаемому потехнической сути является неразъемное соединение цилиндрических деталей, а именно труб, из пластичных материалов, отличающееся наличием внутри соединяемых труб, вдоль их оси, в месте соединения спиральной пружины с номинальным наружным диаметром, равным 1,0 - 1,1 внутреннего диаметра труб, Пружина выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, Соединение обеспечивается за счет реализации эффекта памяти формы в материале муфты и пружины, Данное соединение позволяет неразъемно соединять цилиндрические детали из материаловтолько с одинаковым уровнем механических свойств, для которых дополнительное усилие, создаваемое спиральной пружиной номинального диаметра, позволяет компенсировать релаксацию реактивного усилия соединительной муфты при пластической деформации труб, Использование соединения материалов с различающимся уровнем механических свойств приведет к большей релаксации реактивного усилия более пластичным из материалов, что вызовет перекос соединительной муфты и потерю герметичности, а увеличение реактивного усилия пружины вследствие использования проволоки большего диаметра ограничивает область применения соединения, например, для цилиндрических деталей малогодиаметра,Цель изобретения - обеспечение герметичности соединения цилиндрических деталей из материалов с разными механическими свойствами и возможности их рассоединения. Цель достигается тем, что герметичноесоединение включает две цилиндрические детали и уплотнитель, выполненный в виде пружины, Соединяемые детали располага ются внахлест, причем конец одной из них,изготовленной из пластичного материала, помещен в конец другой, изготовленной из более прочного материала, а вместо соединения введен уплотнитель, выполненный в 10 виде пружины растяжения с плотно контактирующими между собой витками из материала, обладающего обратимым (реверсивным) эффектом памяти формы.Пружина-уплотнитель изготавливается 15 из материала, реактивное напряжение о которого связано с условным пределом текучести ОК 2 внутренней пластичной детали соотношением20Наружный диаметр пружины-уплотнителя составляет 1,2-1,3 внутреннего диаметра полимерной трубы, отношениедиаметра проволоки к внутреннему диаметру пластичной трубы - 0,21 - 0,30,Пружина-уплотнитель выполнена из материала с реверсивным эффектом памятиформы, что позволяет после предварительного задания формы (на 10 увеличить вдиаметре пружину (за счет реализации эффекта памяти формы) при нагреве до рабочей температуры, расположенной не нижетемпературы окончания обратного мартенситного превращения, обеспечивая герметичность соединения, и уменьшать (на "2 О 4)за счет реализации реверсивного эффектапамяти формы при понижении температурыниже температуры прямого мартенситногопревращения, обеспечивая релаксацию реактивных напряжений и разъемность соединения.ПРи ог А 2 Реактивное напРЯжениепружины-уплотнителя % будет недостаточным для обеспечения усилия прижатиястенки пластичной цилиндрической деталик прочной в месте соединения, а следовательно, достижения герметичности соеди 50 нения, При ст)о 5,2 1,2 возникает остаточная деформация пластичной цилиндрической детали, что приводит к потере герметичности соединения, а также в случаенеобходимости рассоединения после сня 55 тия нагрузки не позволяет использоватьпластичную деталь повторно,При наружном диаметре пружины менее 1,2 внутреннего диаметра пластичнойдетали не достигается герметичность соединения, при более 1,3 в деформац,необходимая при скручивании пружины на меньший диаметр перед введением в место соединения, превышает допустимую, в результате чего пружина теряет способность к 5 полному восстановлению своей первоначальной формы при отогреве, что также приводит к получению негерметичности соединения.Значение предельной степени восста навливаемой деформации Емакс = 100 ) при заданном соотношении наружного диаметра пружины внутреннего диаметра пластичной трубы рассчитывают по формуле15Емакс = О (В 1-Я 2)/В 1Й 2. где О - диаметр сечения проволоки, из которой изготовлена пружина;В 1 и К 2 - радиус пружины до и после 20деформации, соответственно.На фиг.1 - показано соединение, общийвид; на фиг,2 - то же, расположение деталейпосле отогрева до рабочей температуры.Цилиндрические детали 1 и 2 соединены внахлест, пластичная деталь 2 введенавнутрь прочной цилиндрической детали 1. Вместе соединения внутри пластичной детали 2 расположена пружина 3, навитая витокк витку, 30Сборку соединения проводят при температуре ниже температуры начала прямого мартенситного превращения в материалепружины следующим образом.Внутрь прочной цилиндрической детали 1 вводится предназначенный для соединения конец пластичной детали, внутрикоторой находится пружина 3 предварительно продеформированная до диаметра,меньшего внутреннего диаметра пластичной детали. При отогреве соединения дорабочей температуры пружина увеличива-,ется в диаметре и прижимает конец пластичной детали к прочной, деформируя егов упругой области и обеспечивая реактивное усилие, достаточное для получения герметичного соединения (фиг.2),Для разъема соединение охлаждают дотемпературы сборки, пружина самопроизвольно за счет обратимого эффекта памяти 50формы уменьшается в диаметре (на 2 - 4 о ),что релаксирует реактивное усилие и позволяет при необходимости разомкнуть соединение. В этом случае пружину-уплотнительможно использовать многократно. 55При изготовлении кнопки глубоководных электронных часов соединяют резиновые колпачки-уплотнители 2 с внутреннимдиаметром 3,5 и наружным 5 мм, выполненным из резины, имеющей условный предел текучести 30 МПа, и стальной корпус 2 часов (сталь 12 18 Н 10) с диаметром отверстия для кнопки 5 мм, Соединение проводили с помощью пружины 3 растяжения диаметром 4,2 мм, выполненной из проволоки диаметром 0,75 мм. В качестве материала пружины использовали сплав ТЮ 1, температура конца обратного мартенситного превращения которого -50 С. Реактивное усилие пружины 35 МПа,. Сбоку соединения проводили при температуре жидкого азота, При такой же температуре деформировали пружину до диаметра 3,4 мм для обеспечения свободной посадки, собирали соединение и отогревали его до комнатной температуры. Испытание на герметичность проводили в компрессионной камере: соединение оставалось герметичным до глубины условного погружения 10 м.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет герметично соединять материалы с разным уровнем механических .свойств, а также при необходимости без повреждения размыкать соединение,Формула изобретения 1. Соединение цилиндрических деталей, содержащее две соосные полые цилиндрические детали и соединительный элемент, выполненный в виде пружины; о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения герметичности соединения деталей из.материалов с разными механическими свойствами и возможности их рассоединения, одна из деталей выполнена из пластичного материала с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру второй детали, выполненной из более прочного материала, при этом концевой участок первой размещен в концевом участке второй детали, в зоне перекрытия деталей ус.тановлен соединительный элемент, выполненный в виде пружины растяжения с межвитковым давлением из материала с обратимым эффектом памяти формы. реактивное напряжение которого связано с пределом текучести внутренней пластичной детали соотношением1,2(4,2ОгЖ 2 где гтг - реактивное направление материала пружины;оо,2 - предел текучести материала пластичной детали.2. Соединение цилиндрических деталей поп.1,отличающеесятем,чтонаружный диаметр пружины составляет 1,2 - 1,3 внутреннего диаметра пластичной детали.1732049 Фиг. Г 30 40 45 50 Составитель С.ПрокошкинТехред М,Моргентал Корректор Н,Король Редактор О.Хрипта ПодписноеЗаказ 1569 Тиражытиям п и ГКНТ СССРВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101Производственн -и 3. Соединение цилиндрических деталей попп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение диаметра проволоки к внутреннему диаметру пластичной детали составляет 0,21-0,30,