Спосіб виготовлення болтового з'єднання

 

Винахід відноситься до загального машинобудування (автомобілебудування, авіабудування), а саме до з'єднання деталей та конструктивних елементів, що працюють в умовах вібрацій.

В даний час для з'єднання деталей машин або вузлів в розбірної конструкції використовуються болтові з'єднання, що складаються з болта і гайки.

Відомі конструкторські рішення для з'єднання деталей, що працюють в умовах вібрацій (А.И.Аркуша, М.И.Фролов. Технічна механіка. Изд. "Вища школа". - 1983. - с.294). Для надійної роботи болтового з'єднання в умовах вібрації використовують спеціальні типи гайок: стопорні, з поздовжніми пазами, корончаті, крильчасті і т.д.

Недолік існуючих болтових з'єднань полягає в тому, що незважаючи на застосування спеціальних гайок вібрації часто стають причиною ослаблення з'єднання, тобто вони не забезпечують тривалої, надійної експлуатації. Крім того, при великому числі болтових з'єднань використання існуючих способів з'єднання веде до підвищення ваги конструкції. Якщо врахувати, що критий вантажний залізничний вагон має 1200 кріпильних деталей, автомобіль - 3500, токарно-гвинторізний верстат - 1650, реактивний літак - 1,5 млн, то цілком оче�нструкции.

Відомо, що в сучасних широкофюзеляжних пасажирських літаках сумарна маса сполук досягає 25% загальної маси фюзеляжу літака. Крім того, відомо, що 85% пошкоджень авіаційних конструкцій відбувається в елементах сполук. Необхідно також відзначити, що болтові з'єднання з погляду експлуатаційної надійності є найбільш відповідальними. Тому використання з'єднання без гайок дозволить знизити сумарні витрати на виробництво і експлуатацію технічних систем, підвищити надійність і безпеку складних інженерних конструкцій.

Найбільш близьким до пропонованого способу з'єднання деталей є спосіб загвинчування болти з різьбою, на яку нанесений шар сплаву з пам'яттю форми, в різьбовий отвір сопрягаемой деталі (Різьбове з'єднання. Self-locking threaded fasteners: Пат. 5484244 США, МКИ6F 16 В 35/04/ Glovan et al., MSE. Inc. - №192696; Заявл. 07.02.94, Опубл. 16.01.96; НКИ 411/424).

Дане різьбове з'єднання працює добре при підвищених температурах, наприклад у двигунах і турбінах. При нормальній температурі це з'єднання стає ненадійним, особливо в умовах вібрацій.

Завданнями запропонованого технічного рішення є підвищення надійності болтолавов з пам'яттю форми відновлювати свою початкову форму при нагріванні, тобто накопичувати енергію, а потім перетворювати її на роботу) і зниження ваги конструкції за рахунок забезпечення пресової посадки при використанні болтового з'єднання без гайки.

В основі ЕПФ в сплавах лежать термоупругие мартенситні перетворення бездиффузионного типу (мартенсит - низькотемпературна фаза, аустеніт - високотемпературна фаза). При охолодженні матеріалу з аустенітного стану в інтервалі температур початку Msі кінця мартенситного перетворення Mf(залежить від хімічного складу) весь обсяг матеріалу зазнає мартенситні перетворення, і нижче температури Mfтермодинамічно стійкою виявляється тільки мартенситна фаза. Нижче певної температури Mdмартенсит виникає не тільки внаслідок зниження температури, але і під дією механічної напруги (ефект пластичності перетворення), і тіло набуває макроскопическую деформацію, пов'язану з мартенситною неупругостью. Механічні напруги ініціюють перебудову кристалічної решітки, діючи аналогічно температурному фактору, і призводять до утворення мартенсіту напруги. Мартенсит напруг стабільний, і розвантаження не супроводжується ефектом псевдоупругости. Під�Поставлена задача вирішується пропонованим способом виготовлення болтового з'єднання, переважно для роботи в умовах вібрацій, що включає нанесення на робочу частину заготовки болта матеріалу з ефектом пам'яті форми (ЕПФ) типу нитинол. Після нанесення нітінола проводиться накатка різьби при температурі мартенситних перетворень (-150°З) і складання конструкції. Після складання вузла болтового з'єднання здійснюють його короткочасний нагрів до температури (80-120)°С до виникнення між різьбової частини болта, покритої нитинолом, і різьбовий частиною з'єднуваних елементів пресової посадки, надійно працює в умовах вібрацій. У разі необхідності в болтовом з'єднанні з болтом, покритим нитинолом, використовують звичайну гайку з різьбленням, при нагріванні якої забезпечується з'єднання з пресової посадки.

На фіг.1 зображено болтове з'єднання без гайки. Болтове з'єднання складається з болта 1 з накатаною різьбленням і з шаром нітінола 2, з'єднуваних деталей 3 і 4, з нарізаною різьбою у деталі 3.

Спосіб здійснюється наступним чином: на те місце, де передбачається накатка різьблення, наноситься шар нітінола (Ti-Ni (49÷51 ат.% Ni), Ni-Al (36÷38 ат.% Al), Mn-Cu (5÷35 ат.% Cu), Cu-Zn (38÷42 ат.% Zn), Cu-Al-Ni (14÷15 ат.% Al, 3÷5 ат.% Ni), Cu-Zn-Al (38÷42 ат.% Zn, 1÷3% Al), Fe-Mn-Si (31÷33 �Патент на винахід РФ №2199037, F 16 З 3/12. Складовою колінчастий вал і спосіб з'єднання щік кривошипів з корінними і шатунними шийками /М.И.Чаевский, Ж.М.Бледнова, А.Н.Шауро, Д.Г.Будревич. Пріор. від 18.06.2001. - 10 с.; Патент на винахід №2214898 по заявці №2001135004, F 16 В 4/00. Спосіб з'єднання деталей, що мають циліндричну поверхню сполучення /М.І. Чаєвській. Ж.М.Бледнова, Д.Г.Будревич, Пріор. від 19.12.2001. - 6 с.);

- аргонно-дуговим наплавленням дроту з нітінола;

- плазмовим напиленням нітінола;

- нанесенням нітінола термічним перенесенням мас (позитивне рішення по заявці на патент РФ №2002085872, З 22 З 9/10. Спосіб роботи установки з тепломасообмінним контуром для нанесення металевих покриттів /Чаєвській М.І., Бледнова Ж.М., Будревич Д.Г., Степаненко М.А. Пріор. від 24.05.2002. - 5 с.)

- нанесення нітінола з допомогою лазерного наплавлення.

Після нанесення нітінола здійснюють накатку різьби при температурі мартенситних перетворень нітінола (-150°З) і при цій же температурі виробляють складання конструкції, а потім вузол болтового з'єднання нагрівають до температури 80-120°З, що забезпечує виникнення між різьбової частини болта, покритої нитинолом, і різьбовий частиною з'єднуваних елементів пресової посадки.

Для шар нітінола на різьбі "згадає" свою низькотемпературну форму і дозволить розібрати з'єднуються деталі.

На фіг.2 наведена схема болтового з'єднання із гайкою. При температурі (-150°З) болт 1 після накатування різьби вставляється в отвори з'єднуються деталей 3 і 4, після чого загвинчується гайка 5. Після нагріву вузла болтового з'єднання до температури (80-120)°С забезпечується пресове з'єднання різьби болта з різьбленням гайки.

1. Спосіб виготовлення болтового з'єднання, переважно для роботи в умовах вібрацій, що включає нанесення на робочу частину заготовки болта матеріалу з ефектом пам'яті форми (ЕПФ) і складання конструкції, відрізняється тим, що в якості матеріалу з ЕПФ використовують нитинол, який наносять на поверхню заготовки до отримання різьби, а різьблення отримують накаткою при температурі мартенситних перетворень нітінола і при цій же температурі виробляють складання конструкції з подальшим нагріванням болтового з'єднання до виникнення між різьбової частини болта, покритої нитинолом, і різьбовий частиною з'єднуваних елементів пресової посадки, а при розбиранні болтового з'єднання здійснюють його охолодження.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що різьблення отримують накаткою при температурі Т=-150°С.

3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що кратковремен�ающийся тим, що розбирання вузла болтового з'єднання здійснюють при температурі від (-50) до (-70)°С.

5. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що в болтовом поєднанні, у разі необхідності, використовують гайку.



 

Схожі патенти:

Швидкороз'ємне з'єднання відсіків корпусу літального апарату

Винахід відноситься до ракетно-космічної техніки, зокрема до герметичним роз'ємним з'єднанням відсіків корпусу

Різьбове з'єднання конструктивних елементів

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане в різних галузях машинобудування, які використовують різьбові з'єднання

Пристрій для стопоріння відповідальних різьбових з'єднань тонкостінних деталей аэрогидравлических каналів газотурбінних двигунів і варіант його виконання

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане в будь-якій області народного господарства і призначене для стопоріння відповідальних різьбових з'єднань тонкостінних деталей

Пристрій для стопоріння відповідальних різьбових з'єднань тонкостінних деталей аэрогидравлических каналів газотурбінних двигунів і варіант його виконання

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане в будь-якій області народного господарства і призначене для стопоріння відповідальних різьбових з'єднань тонкостінних деталей

Гайка самостопорящаяся

Винахід відноситься до області машинобудування, до роз'ємним різьбовим з'єднанням, що застосовуються в машинах і механізмах, конструкцій різних самостопорящих пристосувань і конструктивних елементів деталей, що перешкоджає самоотвинчиванию

Гайка самостопорящаяся

Винахід відноситься до області машинобудування, до роз'ємним різьбовим з'єднанням, що застосовуються в машинах і механізмах, конструкцій різних самостопорящих пристосувань і конструктивних елементів деталей, що перешкоджає самоотвинчиванию

Гайка самостопорящаяся

Винахід відноситься до області машинобудування, до роз'ємним різьбовим з'єднанням, що застосовуються в машинах і механізмах, конструкцій різних самостопорящих пристосувань і конструктивних елементів деталей, що перешкоджає самоотвинчиванию

Самостопорящаяся гайка

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане для кріплення конструктивних елементів в машинах і механізмах

Гайковий вузол землякова н.в.

Винахід відноситься до техніки машинобудування і може бути використане для стопоріння різьбових з'єднань, що працюють в умовах сильної і довготривалої вібрації, автомобільної, тракторної, локомотивної, авіаційній та інших галузях промисловості та будівельної індустрії

Гайковий вузол землякова н.в.

Винахід відноситься до техніки машинобудування і може бути використане для стопоріння різьбових з'єднань, що працюють в умовах сильної і довготривалої вібрації, автомобільної, тракторної, локомотивної, авіаційній та інших галузях промисловості та будівельної індустрії

Спосіб отримання різьбового з'єднання з можливістю регулювання контактних зусиль по витках різьби

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане при важких і динамічних навантаженнях

Спосіб отримання різьбового з'єднання з можливістю регулювання контактних зусиль по витках різьби

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане при важких і динамічних навантаженнях

Спосіб затягування газового стику

Винахід відноситься до області машинобудування і може бути застосовано в автомобілебудуванні, наприклад у промисловості двигунобудівної

Різьбове з'єднання магакьяна

Винахід відноситься до машинобудування, авіабудування, суднобудування, автомобільного і залізничного транспорту, монтажних і будівельних робіт і стосується різьбових з'єднань болт-гайка

Стрижень з температуронезависимим осьовим розміром

Винахід відноситься до машинобудування і може бути використане у всіх галузях народного господарства для особливо точних машин, приладів і механізмів, що працюють в умовах значних коливань температури навколишнього середовища

Кріпильна система з гайкою з вільним до досягнення закручує моменту ходом

Винахід відноситься до кріпильної системою, що містить різьбову кріпильну деталь, що має ознаку переважаючого крутного моменту

Різьбове з'єднання деталей

Винахід відноситься до області машинобудування і може бути використане в різьбових з'єднаннях деталей, зокрема в різьбових з'єднаннях деталей камери згоряння газової турбіни

Механізм фіксації облицювання кумулятивних бойових частин у разі виникнення взаємоблокування деталей

Винахід відноситься до озброєння і пов'язане із забезпеченням стабільності дії по броньованим цілям кумулятивних бойових частин, які є основною складовою частиною протитанкових керованих снарядів, що вистрілюються з ствола гармати

Гайка і стяжні пристрій, обладнане згаданої гайкою

Винахід відноситься до гвинтів, зокрема до гвинтів для гвинтових домкратів, а також до стяжним пристроїв, обладнаних такими гайками

Спосіб і пристрій для витягування і зняття натягу зі шпильок

Винахід відноситься до способу і пристрою для витягування і зняття натягу зі шпильки, встановленої на об'єкті, наприклад, під фланці або йому подібному
Up!