RU2121085C1

RU2121085C1 - Joint of parts

Info

Publication number: RU2121085C1
Application number: RU95112238A
Authority: RU
Inventors: О.А. Лобанов
Original assignee: Государственное предприятие Московский институт теплотехники
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1998-10-27
Also published as: RU95112238A

Abstract

FIELD: connection of parts working under high temperatures of order of 1000-2000 C. SUBSTANCE: joint of parts includes shaft that has cylindrical hole perpendicular to longitudinal axis where cylindrical lockpin of material having value of linear expansion factor below that of material of shaft is made interference fit. Side surface of lockpin located inside shaft has axially symmetric ring recess filled flush with metal material which value of linear expansion factor exceeds that of material of shaft. Shaft has cylindrical hole in zone of axially symmetric ring recess which is connected with cylindrical hole of shaft. Threaded screw with conical end which vertex contacts side surface of lockpin is put into this hole. EFFECT: improved reliability of joint. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на улучшение конструкций соединения деталей, работающих в условиях высоких температур порядка 1000 - 2000^oC.The invention relates to the field of engineering and is aimed at improving the structures of the connection of parts operating at high temperatures of the order of 1000 - 2000 ^o C.

Известна конструкция штифтового соединения деталей, содержащая вал и втулку, соединенные между собой при помощи цилиндрического штифта [1]. A known design of the pin connection of parts containing a shaft and a sleeve interconnected by means of a cylindrical pin [1].

Недостаток этой конструкции заключается в том, что при работе этого соединения в условиях высоких температур происходит прогрев деталей, уменьшается натяг штифта в валу и он выпадает. Обычно для деталей таких соединений, работающих в условиях высоких температур, штифт выполняется из более жаропрочных материалов, чем вал и втулка, а следовательно, коэффициент линейного расширения материала штифта меньше, чем материала вала и втулки. Штифт при прогреве расширяется меньше из-за чего уменьшается или совсем пропадает натяг между штифтом и валом, и штифт выпадает из отверстия вала. Это подтверждено результатами испытаний. The disadvantage of this design is that during the operation of this connection at high temperatures, the parts warm up, the pin tightness in the shaft decreases and it falls out. Typically, for parts of such joints operating at high temperatures, the pin is made of more heat-resistant materials than the shaft and sleeve, and therefore, the coefficient of linear expansion of the material of the pin is less than the material of the shaft and sleeve. When warming up, the pin expands less due to which the interference between the pin and the shaft completely disappears, and the pin drops out of the shaft hole. This is confirmed by test results.

Известна конструкция штифтового соединения вала и втулки при помощи штифтов, дополнительно стопорящихся при помощи развальцовки или разрезных пружинных колец, принятая за прототип [2]. A known design of the pin connection of the shaft and the sleeve with the help of pins, additionally locking with the help of flaring or split spring rings, adopted as a prototype [2].

Недостаток этих конструкций состоит в том, что для штифтов, работающих в условиях высоких температур, используются жаропрочные сплавы на основе молибдена и вольфрама, обладающие пониженной пластичностью, что исключает их развальцовку, а при повышении температуры пружинных колец пропадают их пружинные свойства. The disadvantage of these designs is that for pins operating at high temperatures, heat-resistant alloys based on molybdenum and tungsten are used, which have reduced ductility, which eliminates their expansion, and when the temperature of the spring rings increases, their spring properties disappear.

Целью изобретения является повышение надежности работы соединения деталей, работающих в условиях высоких температур. The aim of the invention is to increase the reliability of the connection of parts operating at high temperatures.

Указанная цель достигается тем, что в соединении деталей, содержащих вал с выполненной в нем перпендикулярно продольной оси вала цилиндрической полостью, в которой установлен с натягом цилиндрический штифт из материала, величина коэффициента линейного расширения которого ниже величины коэффициента линейного расширения материала вала, на боковой поверхности штифта внутри вала выполнено осесимметричное кольцевое углубление, заполненное заподлицо с боковой поверхностью штифта металлическим материалом, величина коэффициента линейного расширения которого превышает величину коэффициента линейного расширения вала, при этом в валу выполнена по крайней мере одна цилиндрическая полость в зоне осесимметричного кольцевого углубления штифта, которая соединена с цилиндрической полостью вала под штифт, а в цилиндрической полости вала установлен на резьбе винт с конической законцовкой, вершина которой контактирует со штифтом. This goal is achieved by the fact that in connecting parts containing a shaft with a cylindrical cavity perpendicular to the longitudinal axis of the shaft, in which a cylindrical pin of material is installed with interference, the linear expansion coefficient of which is lower than the linear expansion coefficient of the shaft material, on the side surface of the pin inside the shaft there is an axisymmetric annular recess filled flush with the side surface of the pin with metal material, the coefficient of linear the expansion of which exceeds the value of the coefficient of linear expansion of the shaft, while at least one cylindrical cavity is made in the shaft in the area of the axisymmetric annular recess of the pin, which is connected to the cylindrical cavity of the shaft under the pin, and a screw with a conical tip is mounted on the thread in the cylindrical cavity of the shaft, the top of which is in contact with the pin.

На фиг. 1, 2, 3 и 4 приведены конструкции соединения деталей. In FIG. 1, 2, 3 and 4 shows the design of the connection parts.

Соединение деталей (фиг. 1) содержит вал 1 с выполненной в нем перпендикулярно продольной оси 2 вала цилиндрической полостью 3 (штифт не показан). В полость 3 (фиг. 2) установлен с натягом цилиндрический штифт 4 из материала, величина коэффициента линейного расширения которого ниже величины коэффициента линейного расширения материала вала 1. На боковой поверхности 5 штифта 4 внутри вала 1 выполнено осесимметричное кольцевое углубление 6, заполненное заподлицо с боковой поверхностью 5 штифта 4 металлическим материалом 7, величина коэффициента линейного расширения которого превышает величину коэффициента линейного расширения вала 1. В качестве материала вала 1 обычно используется ниобий или его сплавы, материалом штифта 4 могут быть молибден, вольфрам или сплавы на их основе; материалом, заполняющим кольцевое углубление 6, может быть свинец, медь или различные марки припоев. The connection of parts (Fig. 1) contains a shaft 1 with a cylindrical cavity 3 made perpendicular to the longitudinal axis 2 of the shaft (a pin is not shown). A cylindrical pin 4 made of a material is inserted into the cavity 3 (Fig. 2) with an interference fit, the linear expansion coefficient of which is lower than the linear expansion coefficient of the shaft material 1. On the side surface 5 of the pin 4 inside the shaft 1, an axisymmetric annular recess 6 is made, flush with the side surface 5 of pin 4 with metal material 7, the linear expansion coefficient of which exceeds the linear expansion coefficient of shaft 1. As a material of shaft 1, niobium is usually used or its alloys, the pin material 4 may be molybdenum, tungsten, or their alloys; the material filling the annular recess 6 may be lead, copper, or various types of solders.

В валу 1 (фиг. 3) может быть выполнена по крайней мере одна цилиндрическая полость 8 в зоне осесимметричного кольцевого углубления 6 штифта 4, которая соединена с цилиндрической полостью 3 вала под штифт. At least one cylindrical cavity 8 can be made in the shaft 1 (Fig. 3) in the area of the axisymmetric annular recess 6 of the pin 4, which is connected to the cylindrical cavity 3 of the shaft for the pin.

В полость 8 (фиг. 4) вала 1 может быть дополнительно установлен, например, винт 9 с конической законцовкой 10, вершина 11 которой контактирует с боковой поверхностью 5 штифта 4. In the cavity 8 (Fig. 4) of the shaft 1 can be additionally installed, for example, a screw 9 with a conical tip 10, the tip 11 of which is in contact with the side surface 5 of the pin 4.

Во время работы вал 1 и штифт 4 прогреваются. Т.к. коэффициент линейного расширения материала 7 больше, чем коэффициент линейного расширения материала вала 1, то увеличивается натяг между валом и штифтом в зоне кольцевого углубления 6, и штифт не выпадает из полости 3 вала 1. During operation, shaft 1 and pin 4 are warming up. Because the coefficient of linear expansion of the material 7 is greater than the coefficient of linear expansion of the material of the shaft 1, the interference between the shaft and the pin in the zone of the annular recess 6 increases, and the pin does not fall out of the cavity 3 of the shaft 1.

Наличие полости 8 (фиг. 3) в зоне осесимметричного кольцевого углубления 6 штифта еще более увеличивает надежность соединения, т.к. материал 7 при перегреве расширяется и заходит внутрь полости 8. The presence of a cavity 8 (Fig. 3) in the area of the axisymmetric annular recess 6 of the pin further increases the reliability of the connection, because material 7, when overheated, expands and enters the cavity 8.

Наличие винта 9 (фиг. 4) также увеличивает надежность работы за счет врезания конической законцовки 10 в более мягкий, чем материал винта, материал 7 штифта. The presence of a screw 9 (Fig. 4) also increases the reliability of the work by cutting the conical tip 10 into a softer material 7 of the pin than the material of the screw.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, предложенная конструкция соединения деталей повышает надежность его работы в условиях высоких температур. Thus, as can be seen from the foregoing, the proposed design of the connection of parts increases the reliability of its operation at high temperatures.

Источники информации
1. П. И. Орлов. Основы конструирования. т. 3. М.: Машиностроение, 1977, с. 62, рис. 137.Sources of information
1. P.I. Orlov. Design Basics. T. 3. M.: Engineering, 1977, p. 62, fig. 137.

2. П. И. Орлов. Основы конструирования. т. 3. М.: Машиностроение, 1977, с. 62, 63, рис. 140, 141, 142. 2. P.I. Orlov. Design Basics. T. 3. M.: Engineering, 1977, p. 62, 63, fig. 140, 141, 142.

Claims

1. A joint of parts comprising a shaft with a cylindrical cavity made perpendicular to the longitudinal axis of the shaft, into which a cylindrical pin made of material is fitted with an interference fit, the linear expansion coefficient of which is lower than the linear expansion coefficient of the shaft material, characterized in that on the side surface of the pin, located inside the shaft, an axisymmetric annular recess is made, filled flush with the side surface of the pin with metal material, the coefficient is linear th extension which exceeds the linear expansion coefficient of the shaft.

2. The compound according to claim 1, characterized in that at least one cylindrical cavity is made in the shaft in the area of the axisymmetric annular recess of the pin, which is connected to the cylindrical cavity of the shaft under the pin.

3. Connection PP. 1 and 2, characterized in that in the cylindrical cavity of the shaft mounted on the thread screw with a conical tip, the top of which is in contact with the pin.