RU2661326C1

RU2661326C1 - Threaded joint assembly

Info

Publication number: RU2661326C1
Application number: RU2017112871A
Authority: RU
Inventors: Станислав Игоревич Немчанинов; Валентин Иванович Парафейник
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-07-13

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: proposed assembly of a threaded joint belongs to the responsible units used in engineering, instrument-making and in the manufacture of aircraft. Threaded joint assembly comprises two parts to be connected, two cylindrical bushings are installed in the opening of the first component, providing a gapless connection to this part of the fastening element installed in the second part, also without a gap, the nut fixes both parts, and the bores of the bushings are made with an eccentricity determining the amount of possible displacement of the hole axis of the part relative to the axis of the fastening member, and the absence of axial displacement relative to each other and the part in which they are installed is provided by flanges arranged on the end face of each of the sleeves.

EFFECT: threaded joint assembly is proposed.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ответственным узлам, используемым в машиностроении, необходимым для устранения сложного напряженного состояния в крепежных элементах.The invention relates to critical nodes used in mechanical engineering, necessary to eliminate the complex stress state in the fasteners.

Из существующего уровня техники ближайшим аналогом-прототипом является узел резьбового соединения (патент RU 2350792 C1, F16B 5/02 06.06.2007), содержащий две соединяемые детали, цилиндрическую втулку и болт с гайкой. В детали, к которой примыкает гайка, выполнено отверстие для установки цилиндрической втулки под посадку болта без зазора, переходящее к цилиндрической расточке меньшего диаметра, примыкающей к плоскости разъема. На участке отверстия в другой детали болт установлен без зазора.From the existing level of technology, the closest analogue prototype is a threaded connection assembly (patent RU 2350792 C1, F16B 5/02 06/06/2007) containing two connected parts, a cylindrical sleeve and a bolt with a nut. In the part adjacent to the nut, a hole is made for installing a cylindrical sleeve for fitting a bolt without a gap, passing to a cylindrical bore of a smaller diameter adjacent to the plane of the connector. In the area of the hole in another part, the bolt is installed without a gap.

Известен узел резьбового соединения (патент RU 2382242 C2, F16B 5/02 03.12.2007), содержащий две соединяемые детали, цилиндрическую втулку, шпильку и гайки. С одной стороны часть шпильки выполнена конической для установки с натягом в коническое отверстие цилиндрической втулки, установленной в отверстии одной детали с зазором, а в другой детали выполнено отверстие с участком, в который шпилька установлена без зазора.Known assembly of a threaded connection (patent RU 2382242 C2, F16B 5/02 12/03/2007) containing two connected parts, a cylindrical sleeve, a stud and nuts. On the one hand, a part of the stud is made conical for fitting with an interference fit into the conical hole of the cylindrical sleeve installed in the hole of one part with a gap, and in the other part a hole is made with a section in which the stud is installed without a gap.

Известен узел резьбового соединения (патент RU 2342570 C1, F16B 5/02 09.03.2007), взятый за прототип заявленного изобретения, содержащий две соединяемые детали, шпильку с гайками. В первой соединяемой детали установлена без зазора разрезная коническая втулка под посадку без зазора шпильки, во второй соединяемой детали с зазором установлена цилиндрическая втулка с внутренним коническим отверстием для посадки конической части шпильки с натягом.Known threaded connection site (patent RU 2342570 C1, F16B 5/02 03/09/2007), taken as a prototype of the claimed invention, containing two connected parts, a stud with nuts. In the first part to be joined, a split conical sleeve was fitted without a gap for fitting without a stud gap, in the second part to be joined with a gap, a cylindrical sleeve was installed with an internal conical hole for fitting the conical part of the stud with an interference fit.

Недостатком данных технических решений является то, что болт, установленный с зазором в отверстии одной из детали и подвергаемый изгибу поперечными силами, деформируется. При полной выборке зазора на участке болта, близком к плоскости стыка, возникают еще напряжения сдвига. Кроме того, болт растягивается вследствие его удлинения при смещении притягиваемой детали. Эти напряжения складываются с напряжением растяжения, созданным в болте предварительной затяжкой. Также в известных соединениях отсутствует возможность компенсации смещения оси отверстия одной детали относительно крепежного элемента, установленного в другой детали, вызванное погрешностью изготовления деталей и элементов, что может привести к появлению дополнительных напряжений и проблем со сборкой. В результате возникает сложное напряженное состояние от одновременного действия изгибающих моментов, продольных и поперечных сил; прочность болта резко падает.The disadvantage of these technical solutions is that the bolt installed with a gap in the hole of one of the parts and subjected to bending by transverse forces is deformed. With a full selection of the gap in the area of the bolt close to the plane of the joint, shear stresses also arise. In addition, the bolt is stretched due to its elongation when the attracted part is displaced. These stresses add up to the tensile stress created in the bolt by pre-tightening. Also, in known joints, it is not possible to compensate for the displacement of the axis of the hole of one part relative to the fastener installed in another part, caused by an error in the manufacture of parts and elements, which can lead to additional stresses and assembly problems. As a result, a complex stress state arises from the simultaneous action of bending moments, longitudinal and transverse forces; the strength of the bolt drops sharply.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении усталостной прочности соединения путем устранения сложного напряженного состояния в крепежных элементах, улучшении собираемости при групповом болтовом соединении и, как следствие, в повышении равномерности распределения поперечной нагрузки, снижении трудоемкости изготовления узла.The problem to which the claimed invention is directed is to increase the fatigue strength of the joint by eliminating the complex stress state in the fasteners, improving the collectability of a group bolted joint and, as a result, increasing the uniformity of the transverse load distribution, reducing the complexity of manufacturing the node.

Поставленная задача решается за счет того, что узел резьбового соединения содержит две соединяемые детали. Согласно изобретению, в отверстии первой детали размещаются две установленные друг в друга цилиндрические втулки, обеспечивающие беззазорное соединение с этой деталью крепежного элемента, установленного во второй детали также без зазора. При этом гайка фиксирует обе детали, а отверстия втулок выполнены с эксцентриситетом, определяющим величину возможного смещения оси отверстия детали относительно оси крепежного элемента, а отсутствие осевого перемещения относительно друг друга и первой детали, в которой они установлены, обеспечивается фланцами, организованными на торцевой поверхности каждой из втулок.The problem is solved due to the fact that the threaded connection unit contains two connected parts. According to the invention, in the opening of the first part are placed two cylindrical sleeves installed in each other, providing a clearance-free connection to this part of the fastening element installed in the second part also without a gap. In this case, the nut fixes both parts, and the holes of the bushings are made with an eccentricity that determines the possible displacement of the axis of the hole of the part relative to the axis of the fastener, and the absence of axial movement relative to each other and the first part in which they are installed is ensured by flanges arranged on the end surface of each from the bushings.

На фиг. 1 представлен общий вид узла резьбового соединения, на фиг. 2 показано положение втулок.In FIG. 1 is a perspective view of a threaded joint assembly; FIG. 2 shows the position of the bushings.

Узел содержит установленную в отверстие первой детали 2 втулку 3 с установленной в ней втулкой 4 и вторую деталь 1 с крепежным элементом 5 и гайкой 6.The assembly comprises a sleeve 3 installed in an opening of the first part 2 and a sleeve 4 installed therein and a second part 1 with a fastener 5 and a nut 6.

Узел резьбового соединения работает следующим образом. Детали 1, 2 позиционируют относительно друг друга в заданном положении, при этом гладкая часть крепежного элемента 5, установленного во второй детали 1 без зазора, проходит в отверстие втулки 4 без зазора, установленной во втулке 3 без зазора, которая установлена в первой детали 2 так же без зазора. Втулки 3, 4 позиционируются, обеспечивая соосность крепежного элемента 5 и отверстия во втулке 4, а соединение фиксируется гайкой 6.The threaded joint operates as follows. Parts 1, 2 are positioned relative to each other in a predetermined position, while the smooth part of the fastener 5 installed in the second part 1 without a gap extends into the hole of the sleeve 4 without a gap installed in the sleeve 3 without a gap, which is installed in the first part 2 so without a gap. The bushings 3, 4 are positioned, ensuring the alignment of the fastener 5 and the holes in the sleeve 4, and the connection is fixed with a nut 6.

При возникновении поперечных нагрузок крепежные элементы соединения не деформируются, и воспринимают только поперечную нагрузку, равномерно распределенную среди них, что существенно повышает реальную прочность и жесткость соединения особенно при знакопеременной нагрузке.When transverse loads occur, the fasteners of the connection are not deformed, and perceive only the transverse load uniformly distributed among them, which significantly increases the real strength and rigidity of the connection, especially under alternating loads.

Положительный эффект достигается за счет того, что крепежный элемент соединен без зазора как с первой, так и со второй деталью с абсолютной соосностью отверстий этих деталей.A positive effect is achieved due to the fact that the fastener is connected without a gap with both the first and second part with absolute alignment of the holes of these parts.

Claims

A threaded connection assembly comprising two parts to be joined, characterized in that two cylindrical sleeves installed in each other are placed in the opening of the first part, ensuring a gap-free connection of the fastening element to the first part installed in the second part, also without a gap, while the nut fixes both parts and the holes of the cylindrical bushings are made with an eccentricity that determines the magnitude of the possible displacement of the axis of the hole of the part relative to the axis of the fastener, and the absence of axial movement I relative to each other and the part in which they are installed, is provided by flanges arranged on the end surface of each of the bushings.