узел стыка

Формула изобретения

Узел стыка двух сборочных единиц, включающий стыкуемые торцы, в которых выполнены выточки, вкладыш со сферическими поверхностями, установленный между торцами, и стягивающий элемент, например, в виде болта с гайкой, отличающийся тем, что выточки выполнены сферическими, а центры сферических поверхностей не совпадают друг с другом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке узлов стыка сборочных единиц, преимущественно крупногабаритных изделий. Из технической литературы широко известен узел стыка для соединения деталей (сборочных единиц), включающий резьбовой крепеж (болты, шпильки, винты). (См. , например, А.Ф.Крайнев. Детали машин: словарь-справочник. М.: Машиностроение, 1992, 480 с.). Характерной особенностью его является наличие зазора между резьбовым стержнем и краями отверстий в стыкуемых деталях. По этой причине скрепленные между собой детали воспринимают (без смещения относительно друг друга) боковые нагрузки F_бок, не превышающие 20% от усилия затяжки F_зат (F_бок =F_затf , где f - коэффициент трения в соединении).

Поэтому в таких соединениях, находящихся под воздействием значительных боковых нагрузок, применяют дополнительные конструктивные элементы: установочные элементы типа штифтов, как, например, во взятой за прототип заявке ФРГ DE N 2537146, 31.05.79, в которой установочный элемент в виде осесимметричного короткого стержня зажимается между двумя стягиваемыми фланцами с соответствующими осесимметричными установочными выемками. Однако такое техническое решение резко повышает требования к точности изготовления элементов стыка, особенно установочных выемок и, следовательно, не пригодно для соединения фланцев с несоосными установочными выемками, которые особенно характерны для крупногабаритных высоконагруженных соединений с несколькими установочными элементами.

Цель предлагаемого изобретения: устранить этот недостаток, т.е. обеспечить восприятие действующих на стык боковых нагрузок (без поперечного смещения стыкуемых деталей) при наличии взаимной несоосности установочных выемок (отверстий) в стягиваемых фланцах.

Сущность изобретения заключается в том, что (чертеж 1) между торцами стыкуемых деталей (фланцев) установлен вкладыш (установочный элемент) в виде втулки (линзы) со сферическими поверхностями, обращенными к торцам стыкуемых фланцев, в которых выполнены сферические выемки (выточки). Центры сферических поверхностей вкладыша не совпадают друг с другом, что позволяет состыковать фланцы с несоосными выемками за счет соответствующего поворота вкладыша вокруг одного из центров сферической поверхности, при этом обеспечивается постоянный опорный контакт в соединении и зазор между торцами фланцев.

Принцип работы заявляемого устройства поясняется рисунком, где изображен вкладыш в виде эксцентрической сферической втулки (ЭСВ), у которой центр левой полусферы находится в точке O_л, в центр правой - в точке O_п (эксцентриситет = O_лO_п). Стягиваемые фланцы (левый и правый), также как и вкладыши, абсолютно жесткие и имеют несоосность . Перед стягиванием ЭСВ установлена в сферической выемке одного из фланцев (на чертеже левого). При стягивании фланцев усилием затяжки F_зат сначала произойдет касание ЭСВ правым фланцем в верхней его части, затем вкладыш повернется вокруг точки O_л до соприкосновения с правым фланцем в нижней его части (центр правой полусферы переместится из точки O_п в точку O"_п), обеспечивая безлюфтовое соединение. При приложении боковой силы (как показано на чертеже 1) в нижней части правой полусферы возникают (трением пренебрегаем) контактные усилия q_бок, направленные в центр правой полусферы O_п и создающие момент относительно точки O_л, вследствие чего в верхней части правой полусферы появляется реакция опоры q_оп, уравновешивающая этот момент. Вкладыш (ЭСВ) как бы заклинивается между двумя жесткими фланцами и не позволяет им смещаться относительно друг друга.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения по сравнению с имеющимися аналогами и прототипом (вышеуказанной заявкой ФРГ) заключается в снижении требований к точности изготовления элементов стыка и, как следствие, в снижении их себестоимости, в уменьшении трудоемкости сборки (самоустанавливаемость вкладыша), в расширении области применения (для высоконагруженных боковыми силами крупногабаритных соединений с несколькими несоосными узлами стыка).