CS228950B2 - Thread joints - Google Patents
Thread joints Download PDFInfo
- Publication number
- CS228950B2 CS228950B2 CS796013A CS601379A CS228950B2 CS 228950 B2 CS228950 B2 CS 228950B2 CS 796013 A CS796013 A CS 796013A CS 601379 A CS601379 A CS 601379A CS 228950 B2 CS228950 B2 CS 228950B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- thread
- threaded
- piece
- female
- coefficients
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 6
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 12
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical class [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B33/00—Features common to bolt and nut
- F16B33/02—Shape of thread; Special thread-forms
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/21—Utilizing thermal characteristic, e.g., expansion or contraction, etc.
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/55—Member ends joined by inserted section
- Y10T403/556—Section threaded to member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Dowels (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
Vynález se týká závitových spojů a zejména závitových spojů určených pro použití při vysokých teplotách.
Závitové spoje mezi součástmi, které mají různé koeficientny tepelné lineární roztažnosti, často jeví překvapivě malou pevnost při vysokých teplotách. To se stává zejména v tom případě, kde koeficienty roztažnosti jsou značně rozdílné, jako například ve spojích grafitu s kovem, a to tak, že spoje tohoto druhu se někdy zlomí bez jakéhokoliv vnějšího zatížení. Příčinou problému je velmi nízká pevnost a neprůtažnost grafitu a velký rozdíl v tepelné roztažnosti mezi grafitem a většinou kovů, které se hodí pro provoz při vysokých teplotách.
Uvedený problém se zejména projevuje v případě závitového spoje použitého u rotačních rozváděčů plynu, kterých se užívá při rafinování roztavených kovů, jak je popsáno v USA pat. spisu č. 3 870 511. V rotujícím rozváděči plynu se používá dvoudílného hřídele, jehož horní hřídel je zhotoven z kovu a dolní hřídel z grafitu. Tyto hřídele jsou spojeny závitovým spojem typu znázorněného na obr. 3 (avšak bez sbíhavosti], kterým horní hřídel pohání dolní hřídel. Směr pohonu je takový, aby se spoj utahoval, přičemž spoj musí přenášet žádaný krouticí moment a odolávat ohybovým a tažným silám. Když se spoj o průměru 2,54 cm zahřeje z okolní teploty na asi 704 °C, roztáhne se kovový vnitřní závit, například ze žáruvzdorné chromniklové slitiny, asi o 0,002 cm v průměru více než vnitřní grafitový závit. Jestliže počáteční průměrová vůle je pouze 0,005 cm, jak tomu může být u standardních závitových spojů, pak kovová část se snaží roztáhnout grafit více o 0,015 cm. To vyvolá pnutí, které zlomí grafit.
Aby se tento problém vyřešil, bylo navrženo, aby se užilo radiální vůle ve velikosti alespoň očekávaného radiálního dilatačního diferenciálu. Bylo však zjištěno, ze existoval také osový dilatační diferenciál, který vedl к tomu, že závit na kovovém hřídeli měl větší stoupání než protilehlý závit na grafitu, když spoj byl na vyšší teplotě. Kovový závit tedy nahoře tlach vzhůru na lícující grafitový závit, zaťmco kovový závit na spodku tlačil dolů, na svůj lícující závit, čímž zase byl grafit vystaven nepřijatelnému namáhání.
Aby se zabránilo kovovému závitu v působení na grafit takovcu silou, bylo pak navrženo užít dokonce větší radmlní vůle než je potřebná pro kompenzování radiálního dilatačního diferenciálu. Potom při provozních teplotách byl jediný styk dán kovovým závitem nahoře, který tlačil vzhůru lícující grafit. Tento minimální kontakt vede к vy sokým namáháním na grafitu v tomto místě. Nepatrný kroutící moment vyvolá smeknutí grafitového závitu, čímž se všechno zatížení přenese na další grafitový závit, který se také smekne, a tak dále dolů po řadě závitů, až celý spoj úplně selže.
Účelem vynálezu je proto zdokonalit dosud známé závitové spoje, které mají být přizpůsobeny pro použití při vysokých teplotách tak, že namáhání vyvolaná rozdíly v koeficientech tepelné roztažnosti jednotlivých dílů se minimalizují a otáčivá zátěž může být použita rovnoměrným předem určitelným způsobem bez dříve se dostavujících selhání. Jinými slovy spoj bude schopný odolávat namáhání ohybem, tahem a zkrutem působícím při určené vysoké provozní teplotě.
Další znaky a výhody vynálezu budou uvedeny níže.
Vynález vychází ze závitového spoje, který má být zatížen v osovém směru a sestává ze dvou dílů, které mají jednak navzájem splývající osy a jednak mají různé koeficienty tepelné lineární roztažnosti, přičemž jeden díl je díl s vnějším závitem a druhý díl je díl s vnitrním závitem.
Vynález záleží v tom, že se při okolní tepplotě vyvolá taková sbíhavost, že se při teplotě okolí zavede sbíhavost taková, že změna radiální vůle na jednotku délky mezi protilehlými závity každého dílu je rovna výrazu
A Δ T tg θ, kde
A = rozdíl koeficientů tepelné lineární roztažnosti materiálů, z nichž je každý díl zhotoven v osovém směru;
AT = pracovní teplota minus okolní teplota;
Θ = ostrý úhel tvořený zatíženou stranou závitu kteréhokoliv dílu s osami, přičemž radiální vůle vzrůstá ve směru zatížení dílu majícího vyšší koeficient lineární tepelné roztažnosti.
Podle výhodného provedení vynálezu má díl s vnějším závitem vyšší koeficient tepelné roztažnosti než díl s vnitřním závitem.
Podle jiného provedení vynálezu má díl s vnitřním závitem vyšší koeficient tepelné roztažnosti než díl s vnějším závitem.
Podle dalšího provedení vynálezu je lineární radiální vůle rovna výrazu В C Δ T, kde
В = roztečný poloměr závitu kteréhokoliv z dílů,
C = rozdíl koeficientů lineární tepelné roztažnosti materiálů, z nichž jsou díly zhotoveny, v radiálním směru a
A T = pracovní teplota minus okolní teplota.
Podle ještě jiného provedení vynálezu sestává díl s vnějším závitem z kovu a díl s vnitřním závitem sestává z grafitu.
Podle odlišného provední vynálezu sestává díl s vnějším závitem z grafitu a díl s vnitřním závitem sestává z kovu.
Podle zvláštního provedení vynálezu díl s vnějším závitem a díl s vnitřním závitem na sebe zvenčí dosedají a vyvářejí dosedací povrch, přičemž alespoň jedna část takového spoje má bezzávitový úsek, který probíhá od dosedacího povrchu na vzdálenost X, která je rovna
2A tg Θ kde
В = roztečný poloměr závitu kteréhokoliv z dílů,
C = rozdíl koeficientů lineární tepelné roztažnosti materiálů, ze kterých díly sestávají, v radiálním směru,
A = rozdíl koeficientů tepelné lineární roztažnosti materiálů, znichž je každý díl zhotoven, v osovém směru,
Θ = ostrý úhel, tvořený zatíženou stranou závitu kteréhokoliv dílu s osami.
Předpokládá se, že termometrické stupnice, obyčejně stupně Celsia, na kterých jsou koeficienty založeny, jsou konsistentní pro provozní i okolní teplotu.
Provoz spojů podle vynálezu odstranil úplně selhání při zahřátí a v zásadě odstranil také selhání při provozu. Kromě toho byla provozní životnost závitových spojů mnohokrát prodloužena.
Vynález bude blíže vysvětlen v souvislosti s výkresy.
Obr. 1 je schematický nákres průřezu jedním provedením vynálezu.
Obr. 2 je rozložený úsek průřezu odbobného к obr. 1.
Obr. 3, 4, 5, 6, 7 jsou schematické nákresy průřezů jiných provedení vynálezu.
Ve všech vyobrazeních byla radiální vůle i sbíhavost značně přehnána pro účely ilustrace a kromě toho nejsou zakresleny ve skutečnem měřítku. Ve skutečnosti je sbíhavost obvykle přliš malá, než aby byla viditelná pouhým okem.
Závitový spoj podle vynálezu je s výjimkou shora definované sbíhavosti ve všech směrech obvyklý spoj, kterého se nejčastěji používá v maticích a svornících. Standardní šroubový závit má úhel závitu šedesát stupňů a tento závitový úhel může být stejně jako jiné úhly použit v obou dílech závitového spoje. Při nejobvyklejších aplikacích se spoj zatěžuje osovou zátěží. Že osy obou dílů (závitů), které tvoří závitový spoj, navzájem splývají, je patrno z výkresů, a pro většinu aplikací jsou tyto osy stejné jako osy válců, z nichž závitové díly byly vyřezány. Tyto osy se také považují za střední čáru pro úhlová a radiální měření.
Koeficienty tepelné lineární roztažnosti jsou dobře známé konstantny, které vyzná228950 čují velikost roztažení při působení tepla pro specifické materiály. Jsou dostupné v četných technických příručkách, jakož i zjistitelné u výrobců zvláštních materiálů, nebo mohou být nalezeny obvyklými technikami. Zvlášní důležitost zde mají koeficienty kovů běžně používaných při vysokých teplotách, jakož i nekovových výrobků, jako je grafit, jichž se rovněž užívá při vysokých teplotách. Některé příklady kovových slitin a nekovových materiálů pro provoz při vysokých teplotách a jejich koeficienty tepelné roztažnosti jsou: slitina niklu a chrómu: 15,1; slitina kobaltu a chrómu: 14,4; nerezavějící ocel: 18,36; grafitová vytlačovaná tyč o průměru 5,08 cm: 1,26 rovnoběžně se směrem vytlačování (osovým), a 3,24 kolmo ke směru vytlačování; karbid křemíku: 4,5; tavený křemen: 0,522; mullit: 5,4. Všechny hodnoty jsou znásobeny 10~6.
Při provádění vynálezu buď díl s vnějším závitem, nebo díl s vnitřním závitem může mít vyšší koeficient a osovým zatížením může být působeno v kterémkoliv směru, přičemž každý z těchto příkladů je vybaven definovanou sbíhavostí. Dále se lze postarat o změnu radiální vůle tím, že se sbíhavost umístí buď na dílu s vnějším závitem, nebo na dílu s vnitřním závitem, přičemž nesbíhahavý díl nese přímý závit, nebo se učiní sbíhavým jak díl s vnějším závitem, tak i díl s vnitřním závitem, aby se dosáhlo správné velikosti změny radiální vůle.
Když díl s vnějším závitem má nižší koeficient než díl s vnitřním závitem, není předepsána žádná minimální radiální vůle. V důsledku toho může být radiální vůle nulová, avšak je z praktických důvodů poněkud větší než nulová, aby se usnadnilo sestavení spoje. Minimální radiální vůle je výhodná v opačném případě, totiž tehdy, když díl s vnitřním závitem má nižší koeficient tepelné roztažnosti než díl s vnějším závitem. Tato výhodná minimální radiální vůle je rovna výrazu В C Δ T, kde
В = roztečnému poloměru závitu kteréhokoliv z dílů (rozdíl roztečného poloměru mezi každým dílem je infinitesimální);
C = rozdílu koeficientu roztažnosti materiálů, z nichž jednotlivé díly sestávají, v radiálním směru;
AT = provozní teplota spoje minus okolní teplota.
Odborníku bude zřejmé, že sbíhavost je rovnoměrná po celé délce závitového dílu, na kterém je upravena, a že toho lze dosáhnout užitím sbíhavého závitníku pro vnitřní závit nebo sbíhavého průvlaku pro vnější závit, přičemž obojí závity mohou být vyřezány na soustruhu. Závity na neopracovatelných materiálech mohou být zhotoveny broušením nebo odléváním. Je výhodné, aby sbíhavost byla umístěna pouze na jednom z dílů. Oprava sbíhavosti na závitových dílech je ovšem dobře známa jak u fitinků pro potrubí pro zamezení prosakování, tak i při spojování slabých materiálů, avšak v těchto případech je díl s vnitřním závitem a díl s vnějším závitem opatřen sbíhavostí stejné velikosti, takže není změna radiální vůle podél délky závitového záběru.
Provozní teplota spoje podle vynálezu je obyčejně nad okolní teplotu, typicky asi nad 538 °C. Jediným důležitým činitelem je, aby teplota, při které má být spoje používáno, byla známa, aby do spoje mohla být zabudována vhodná radiální vůle a sbíhavost. Tuto teplotu lze označit jako určenou pracovní teplotu. Okolní teplota je zase ta teplota, při které se měří závity, a je to obvykle teplota místnosti, ve které jsou díly zhotoveny.
Odborníkům bude zřejmé, že má-li díl s vnějším závitem nižší koeficient tepelné roztažnosti, jako například grafit, způsobí zahřátí na pracovní teplotu zvětšení vůle v radiálním směru. U spoje znázorněného na obr. 6 nastane do určitého stupně přesazení v důsledku rozdílu v podélném roztažení.
Účinek rozdílu v podélném nebo osovém roztažení pro přesazení rozdílu v radiálním roztažení se zvyšuje se vzdáleností od dosedacího povrchu 29, až v jednom bodě, který bude nazýván „neutrální bod“, není zde uvolnění nebo utažení závitu. To je bod, ve kterém díl, mající vyšší koeficient, v tomto případě díl s vnitrním závitem, se pohybuje ven a vzhůru vůči dílu s vnějším závitem, který sedí pod dílem s vnitřním závitem, a to o velikost dávající výsledný pohyb, který je rovnoběžný se stranou závitu. V kterémkoliv bodě pod neutrálním bodem se tedy závit uvolní a v kterémkoliv bodě nad neutrálním bodem se závit uháhne. Jestliže vzdálenost od neutrálního bodu к dosedacímu povrchu je X, pak platí
A tg Θ kde
A,B,C -a Θ jsou hodnoty shora definované.
Za předpokladu, že byla upravena vůle podle vztahu A Δ T tg Θ s radiální vůlí vzrůstající ve správném směru, pak se diskutovaný určitý spoj, tj. spoj, u kterého díl s vnějším závitem má nižší koeficient při zahřátí na pracovní teplotu, uvolní a musí být opět utažen při zvolené teplotě, je-li žádán těsný spoj. Tomuto požadavku opětného utažení lze se však vyhnout, když se odstraní závit (viz obr. 7) na jednom nebo na obou dílech počínaje na neutrálním bodě na vzdálenost X к dosedacímu povrchu. Když se tento spoj sestaví s velmi nepatrným kroutícím momentem, jo v kontaktu pouze závit na neutrálním bodě, v tomto případě dolní závit. Když se spoj zahřeje, zátěž na tomto bodě závitu se nezmění, avšak vůle nebo mezera mezi závity nad tímto kontaktem se zmenší.
Při určené pracovní teplotě se stejného slabého kontaktu ’ dosáhne na všech závitech. Je-li požadován těsný spoj při pracovní teplotě, lze závitový spoj sestavit s předem určeným kroutícím momentem nebo utáhnout o danou úhlovou velikost za bodem počátečního styku. Potom při pracovní teplotě budou zatíženy všechny závity.
Zásada neutrálního bodu může být také užita u spoje podle obr. 3, kde vnější závit má vyšší koeficient roztažnosti. Jestliže závitový záběr probíhá právě k neutrálnímu bodu, což je vzdálenost X, jak -shora definováno, od dosedacího povrchu 17 (tím, že se v tomto bodě ukončí jeden nebo oba závity), spoj se ani neuvolní ani neutáhne, když se zahřeje. Jestliže závitový záběr probíhá za neutrální bod, spoj se při zahřátí uvolní. Jestliže závitový záběr končí krátce za neutrální bodem, spoj se při zahřátí utáhne.
Obr. 1 je pohled se strany na závitový spoj, u kterého díl 4 s vnějším závitem má vyšší koeficient roztažnosti než díl 5 s vnitřním závitem. Směr zátěže 6 je znázorněn pro díl 4 s vnějším závitem, kdežto pro díl 5 s vnitřním závitem je znázorněn směr 7 zátěže. Splývající osy nebo středová čára 1 odpovídá osám válců, z nichž jsou díly zhotoveny. Strany 2 a 3 představují strany nesoucí zátěž pro díl 5 s vnitřním závitem, popřípadě díl 4 s vně jsím závitem. Roztečná čára 8 náleží dílu 4 s vnějším závitem, kdežto roztečná čára 9 náleží dílu 5 s vnitřním závitem. Roztečný poloměr 12 náleží vnějšímu závitu a roztečný poloměr 11 vnitřnímu závitu. Stoupání 13 vyznačuje stoupání vnitřního závitu, přičemž ovšem stoupání vnějšího závitu se měří stejným způsobem. Všechna vyobrazení znázorňují spoje při teplotě okolí.
Obr. 2 je rozložený úsek závitového spoje podobného spoji na obr. 1. Středová čára 1, roztečné čáry 8 a 9 a směry 6 a 7 zatížení jsou stejné jako na obr. 1. Radiální vůle 14 je vyznačena jako vzdálenost mezi roztečnými čarami 8 a 9 podél čáry kolmé ke středovým čarám. Úhel 15 je označen symbolem Θ a byl definován shora.
Obr. 3 až 7 znázorňují vesměs středové čáry 1 a - směry 6 a 7 zatížení jako na obr. 1 a 2. Na obr. 3 má díl 15 s vnějším závitem vyšší koeficient roztažnosti než díl 17 s vnitřním závitem a nese také dosedací povrch 18, který přiléhá k povrchu dílu s vnitřním závitem, Na obr. 4 je díl 21 s vnějším závitem opět materiál s velkou roztažnosti, přičemž díl 22 s vnitřním závitem je materiál s nízkou roztažnosti. Zde dosedací povrch 23 dílu 21 přiléhá k vnitřnímu ' povrchu dílu 22, což se liší od vnějšího dosednutí podle obr. 3.
Na obr. 5 má díl 24 s vnitřním závitem vyšší koeficient roztažnosti než díl 25 s vnějším závitem, přičemž dosedací povrch 26 dílu 25 s vnějším závitem dosedá na vnitřní povrch dílu s vnitřním závitem. Je třeba si povšimnout opačných směrů sbíhavosti na obr. 4 a 5 pro díly s vnějším a vnitřním závitem, přičemž radiální vůle pokaždé vzrůstá ve směru zatížení dílu majícího vyšší koeficient tepelné roztažnosti. Na obr. 6 je díl -s vnějším závitem označen 28 -a díl s vnitřním závitem je označen 27 a má - vyšší koeficient roztažnosti. Dosedací povrch 29 dílu 28 s vnějším závitem dosedá na vnější povrch dílu s vnitřním závitem, v němž spočívá rozdíl oproti obr. 5. Obr. 7 znázorňuje jednu stranu obr. 6 a liší se pouze bezzávitovou částí 30, která probíhá od neutrálního bodu o vzdálenost X k dosedacímu povrchu. Vzorec pro veličinu X je uveden shora. Zde byl závit odstraněn jak z dílu s vnějším závitem, tak i z dílu -s vnitřním závitem.
I když dosedací povrch byl popsán jako část dílu s vnějším závitem, dosedá při utažení spoje na protilehlou část na dílu s vnitřním závitem, a tato část může být také považována za dosedací povrch. Vzdálenost X probíhá mezi tímto dosednutím a neutrálním bodem. Na obr. 3 až 6 jsou znázorněny závity s podsoustružením, jek se normálněprovádí při praktických postupech řezání závitů. Délka tohoto podříznutí, popřípadě podsoustružení bude mít určitý účinek na výkon spojů znázorněných na obr. 4 a 6, avšak předpokládá se, že tato délka je tak malá, že nemá žádný praktický účinek. Dále je na obr. 3 až 7 zvolen směr závitu (pravý nebo levý) tak, že přenášený kroutící moment má sklon utahovat spoj. Když je spoj takto utažen, oba díly budou osově zatíženy ve směrech 6, 7. To ovšem nemá význam v tom případě, že se nepřenáší jiný kroutící moment, než kterého se užije pro vzájemné spojení obou dílů.
Příklad
Na počátku popisu byl zmíněn rotující rozváděč plynu a ve spojení s ním byl uveden spoj typu znázorněného na obr. 3. Tento příklad se týká srovnání mezi dosavadním spojem uvědným shora a mezi dvoudílným hřídelem provedným podle vynálezu a přizpůsobeným k použití v rotujícím rozváděči plynu, jehož spoj je konstruován stejným způsobem jako závitový spoj podle obr. 3.
Horní hřídel uvažovaného spoje je opět zhotoven ze žáruvzdorné chromniklové slitiny. Dolní hřídel, - jehož vnější průměr je 4,75 centimetru, je vysoustružen z vytlačovaného grafitu o průměru 5,6 cm. Závit, který spojuje oba díly, má jmenovitý vnější průměr 2,22 cm a má 3,54 závitů na jeden centimetr s vhodnými vnějšími a vnitřními tolerančními rozsahy. To umožňuje -diametrální vůli 0,105 až 0,04 cm nebo radiální vůli 0,0025 až 0,02 cm. Délka závitového záběru je přibližně 3,0 cm. Tyto části byly měřeny a sestaveny při teplotě 21 °C a byly pak zahřátý a pracovaly při teplotě 632 - °C. Velká část spojů takto zhotovených a užívaných selhala prasknutím grafitu v závitové části. Část těchto spojů selhala při zahřívání před skutečným použitím.
22050
Závit v grafitovém dílu uvažovaného spoje byl pak učiněn sbíhavým jako na obr. 3. První části byly provedeny na soustruhu a další části byly vyříznuty sbíhavým závitníkem, Diametrální nebo vnitřní sbíhavost je 0,08 cm, což je dvojnásobkem změny radiální vůle na centimetr délky, jak bylo vypočteno podle shora uvedeného vzorce, tj. radiální vůle na jednotku délky = A Δ T tg 0, za po užití lineárního koeficientu tepelné roztažnosti 1,26.106 pro grafit (hodnota v osovém směru nebo rovnoběžně se směrem vytlačování] a 15,7.10-6 pro žáruvzdornou chromniklovou slitinu (opět hodnota v osovém směru]. Minimální diametrální vůle je udržována v rozmezí 0,02 do 0,03 cm. Termometrická stupnice je Celsius, úhel 0 je 60°, sestavení provedeno při 21 °C a provoz byl při 632 °C.
Claims (8)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU1. Závitové spoje pro zatížení v osovém směru, sestávající ze dvou dílů, jež mají splývající osy a odlišné koeficienty lineární tepelné rozíažnosti, přičemž jeden díl je díl s vnějším závitem a druhý díl je díl s vnitřním závitem, vyznačující se tím, že se při teplotě okolí zavede sbíhavost taková, že změna radiální vůle na jednotku délky mezi protilehlými závity každého dílu je rovna výrazuA Δ T tg 0, kdeA = rozdíl koeficientů tepelné lineární roztažnosti materiálů, z nichž je každý díl zhotoven, v osovém směru;ΔΤ = pracovní teplota spoje minus okolní teplota;Θ = ostrý úhel tvořený zatíženou stranou závitu kteréhokoliv dílu s osami, přičemž radiální vůle vzrůstá ve směru zatížení dílu majícího vyšší koeficient lineární tepelné roztažnosti.
- 2. Závitové spoje podle bodu 1, vyznačující se tím, že díl s vnějším závitem má vyšší koeficient tepelné roztažnosti než díl s vnitřním závitem.
- 3. Závitové spoje podle bodu 1, vyznačující se tím, že díl s vnitřním závitem má vyšší koeficient tepelné roztažnosti než díl s vnějším závitem.
- 4. Závitové spoje podle bodu 2, vyznačující se tím, že lineární radiální vůle je rovna výrazu В С ΔΤ, kdeВ = roztečný poloměr závitu kteréhokoliv z dílů,C=rozdíl koeficientů lineární tepelné roztažnosti materiálů, z nichž jsou díly zhotoveny, v radiálním směru aΔΤ = pracovní teplota minus okolní teplota.
- 5. Závitové spoje podle bodu 4, vyznačující se tím, že díl s vnějším závitem sestává z kovu a díl s vnitřním závitem sestává z grafitu.
- 6. Závitové spoje podle bodu 3, vyznačující se tím, že díl s vnějším závitem sestává z grafitu a díl s vnitřním závitem sestává z kovu.
- 7. Závitové spoje podle bodu 3, vyznaču jící se tím, že díl s vnějším závitem a díl s vnitřním závitem na sebe zvenčí dosedají a vytvářejí dosedací povrch, přičemž alespoň jedna část takového spoje má bezzávitový úsek, který probíhá od dosedacího povrchu na vzdálenost X, která je rovna x= BG2 A tg 0 kde roztečný poloměr závitu kteréhokoliv z dílů;C = rozdíl koeficientů lineární tepelné roztažnosti materiálů, ze kterých díly sestávají, v radiálním směru;A = rozdíl koeficientů tepelné lineární roztažnosti materiálů, z nichž je každý díl zhotoven, v osovém směru;0 = cstrý úhel tvořený zatíženou stranou závitu kteréhokoliv dílu s osami.
- 8. Závitové spoje podle bodu 2, vyznačující se tím, že díl s vnějším závitem a díl s vnitřním závitem na sebe zvenčí dosedají a vytvá: ' dosedací povrch, přičemž alespoň jeden díl tohoto spoje má bezzávitový úsek probíhající od dosedacího povrchu na vzdálenost X, která je rovna kdeВ = roztečný poloměr závitu kteréhokoliv z dílů,C = rozdíl koeficientů tepelné lineární roztažnosti materiálů, z nichž je každý díl zhotoven, v radiálním směru,A = rozdíl koeficientů lineární tepelné roztažnosti materiálů, ze kterých jsou díly zhotoveny, v osovém směru a0 = ostrý úhel tvořený zatíženou stranou závitu kteréhokoliv dílu s osami.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/940,006 US4191486A (en) | 1978-09-06 | 1978-09-06 | Threaded connections |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS228950B2 true CS228950B2 (en) | 1984-05-14 |
Family
ID=25474070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS796013A CS228950B2 (en) | 1978-09-06 | 1979-09-05 | Thread joints |
Country Status (25)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4191486A (cs) |
| EP (1) | EP0008766B1 (cs) |
| JP (1) | JPS55115612A (cs) |
| AR (1) | AR217541A1 (cs) |
| AT (1) | ATE10535T1 (cs) |
| AU (1) | AU528553B2 (cs) |
| BR (1) | BR7905642A (cs) |
| CA (1) | CA1104391A (cs) |
| CS (1) | CS228950B2 (cs) |
| DD (1) | DD145653A5 (cs) |
| DE (1) | DE2967314D1 (cs) |
| ES (1) | ES483879A1 (cs) |
| GR (1) | GR72521B (cs) |
| HU (1) | HU179329B (cs) |
| IE (1) | IE49058B1 (cs) |
| IN (1) | IN153049B (cs) |
| IS (1) | IS1162B6 (cs) |
| MX (1) | MX153886A (cs) |
| NO (1) | NO150330C (cs) |
| NZ (1) | NZ191486A (cs) |
| PL (1) | PL127185B1 (cs) |
| RO (1) | RO83202B (cs) |
| SU (1) | SU1153841A3 (cs) |
| YU (1) | YU42490B (cs) |
| ZA (1) | ZA794282B (cs) |
Families Citing this family (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3248696A1 (de) * | 1982-12-30 | 1984-07-05 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Schraubverbindung zwischen mutter und axial vorgespanntem bolzen |
| US4685822A (en) * | 1986-05-15 | 1987-08-11 | Union Carbide Corporation | Strengthened graphite-metal threaded connection |
| US5085536A (en) * | 1986-05-15 | 1992-02-04 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corp. | Strengthened graphite-metal threaded connection |
| US4684283A (en) * | 1986-06-23 | 1987-08-04 | The Drackett Company | Handle socket adapter |
| US4943094A (en) * | 1988-09-30 | 1990-07-24 | Centron Corporation | Threaded pin and box construction for composite tubulars |
| US5718416A (en) * | 1996-01-30 | 1998-02-17 | Pyrotek, Inc. | Lid and containment vessel for refining molten metal |
| US6199453B1 (en) * | 1998-04-28 | 2001-03-13 | Steinbock Machinery Co. | High temperature bolting system |
| AU4438299A (en) * | 1998-06-10 | 1999-12-30 | Steinbock Machinery Co. | Jackbolts for multi jackbolt tensioners |
| US6112396A (en) * | 1998-06-10 | 2000-09-05 | Steinbock Machinery Co. | Jackbolts for multi jackbolt tensioners |
| CN1130505C (zh) * | 1998-06-26 | 2003-12-10 | 西门子公司 | 螺纹和用于高使用温度的螺纹连接 |
| DE19947325A1 (de) * | 1999-10-01 | 2001-04-05 | Kaltenbach & Voigt | Durch eine Schraubverbindung zu verbindende Teile, insbesondere eines medizinischen Instrumentes |
| CN1101897C (zh) * | 1999-10-18 | 2003-02-19 | 恒耀工业股份有限公司 | 扣接件的螺纹体及用来制造该螺纹体的牙攻和牙板 |
| US6394722B1 (en) | 1999-10-26 | 2002-05-28 | Swales Aerospace | Anti-distortion insert for mounting optical elements on a honeycomb panel |
| US20070253807A1 (en) * | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Cooper Paul V | Gas-transfer foot |
| US20050013715A1 (en) | 2003-07-14 | 2005-01-20 | Cooper Paul V. | System for releasing gas into molten metal |
| US7470392B2 (en) * | 2003-07-14 | 2008-12-30 | Cooper Paul V | Molten metal pump components |
| US7402276B2 (en) * | 2003-07-14 | 2008-07-22 | Cooper Paul V | Pump with rotating inlet |
| US7906068B2 (en) * | 2003-07-14 | 2011-03-15 | Cooper Paul V | Support post system for molten metal pump |
| RU2268407C2 (ru) * | 2003-10-29 | 2006-01-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Способ резьбового соединения "с упором в торцы" разнородных звеньев ультразвуковой колебательной системы |
| WO2006073027A1 (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 空胴半同軸共振器、それを用いたフィルタ及び通信機装置 |
| PL1878314T3 (pl) * | 2005-04-28 | 2015-03-31 | Showa Denko Carbon Germany Gmbh | Złącze elektrody |
| US7896600B2 (en) * | 2006-06-22 | 2011-03-01 | Honeywell International Inc. | Fastener having controllably variable preload and method of forming same |
| US9410744B2 (en) | 2010-05-12 | 2016-08-09 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Vessel transfer insert and system |
| US9409232B2 (en) | 2007-06-21 | 2016-08-09 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer vessel and method of construction |
| US8337746B2 (en) | 2007-06-21 | 2012-12-25 | Cooper Paul V | Transferring molten metal from one structure to another |
| US9643247B2 (en) | 2007-06-21 | 2017-05-09 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer and degassing system |
| US8366993B2 (en) | 2007-06-21 | 2013-02-05 | Cooper Paul V | System and method for degassing molten metal |
| US8613884B2 (en) | 2007-06-21 | 2013-12-24 | Paul V. Cooper | Launder transfer insert and system |
| US9156087B2 (en) | 2007-06-21 | 2015-10-13 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer system and rotor |
| US9205490B2 (en) | 2007-06-21 | 2015-12-08 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Transfer well system and method for making same |
| US20100083793A1 (en) * | 2008-10-06 | 2010-04-08 | Chen-Hui Ko | Lifting mechanism for an exercise apparatus |
| US8449814B2 (en) * | 2009-08-07 | 2013-05-28 | Paul V. Cooper | Systems and methods for melting scrap metal |
| US10428821B2 (en) * | 2009-08-07 | 2019-10-01 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Quick submergence molten metal pump |
| US8444911B2 (en) * | 2009-08-07 | 2013-05-21 | Paul V. Cooper | Shaft and post tensioning device |
| US8524146B2 (en) * | 2009-08-07 | 2013-09-03 | Paul V. Cooper | Rotary degassers and components therefor |
| US8535603B2 (en) | 2009-08-07 | 2013-09-17 | Paul V. Cooper | Rotary degasser and rotor therefor |
| US8714914B2 (en) | 2009-09-08 | 2014-05-06 | Paul V. Cooper | Molten metal pump filter |
| US9108244B2 (en) | 2009-09-09 | 2015-08-18 | Paul V. Cooper | Immersion heater for molten metal |
| US9903383B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-02-27 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal rotor with hardened top |
| US9011761B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-04-21 | Paul V. Cooper | Ladle with transfer conduit |
| US10052688B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-08-21 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Transfer pump launder system |
| US10465688B2 (en) | 2014-07-02 | 2019-11-05 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Coupling and rotor shaft for molten metal devices |
| US10947980B2 (en) | 2015-02-02 | 2021-03-16 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal rotor with hardened blade tips |
| US10267314B2 (en) | 2016-01-13 | 2019-04-23 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Tensioned support shaft and other molten metal devices |
| US11149747B2 (en) | 2017-11-17 | 2021-10-19 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Tensioned support post and other molten metal devices |
| US20200360990A1 (en) | 2019-05-17 | 2020-11-19 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten Metal Transfer System and Method |
| US11873845B2 (en) | 2021-05-28 | 2024-01-16 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Molten metal transfer device |
| US12146508B2 (en) | 2022-05-26 | 2024-11-19 | Molten Metal Equipment Innovations, Llc | Axial pump and riser |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1992295U (de) * | 1968-08-22 | Standard Pressed Steel Co, Jenkmtown, Pa (V St A) | Gewindeverbindung | |
| FR763012A (fr) * | 1933-10-28 | 1934-04-23 | écrou ou contre-écrou indesserrable | |
| GB482272A (en) * | 1936-06-24 | 1938-03-24 | Edward Cornelius Peters | Improvements in nuts |
| US2584640A (en) * | 1950-08-25 | 1952-02-05 | Saco Lowell Shops | Textile drawing roll |
| FR1194249A (cs) * | 1957-04-11 | 1959-11-06 | ||
| CH369327A (fr) * | 1961-06-23 | 1963-05-15 | Metallique S A | Dispositif de fermeture hermétique d'un alésage taraudé au moyen d'un bouchon fileté |
| NL271091A (cs) * | 1961-11-07 | 1964-07-27 | ||
| US3506377A (en) * | 1968-02-23 | 1970-04-14 | James D Thackrey | Bolt construction |
| US3612586A (en) * | 1969-10-29 | 1971-10-12 | Union Carbide Corp | Asymmetric joint for connecting carbon electrodes |
| US3870511A (en) | 1971-12-27 | 1975-03-11 | Union Carbide Corp | Process for refining molten aluminum |
-
1978
- 1978-09-06 US US05/940,006 patent/US4191486A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-08-15 ZA ZA00794282A patent/ZA794282B/xx unknown
- 1979-08-23 IN IN601/DEL/79A patent/IN153049B/en unknown
- 1979-08-28 AT AT79103171T patent/ATE10535T1/de not_active IP Right Cessation
- 1979-08-28 EP EP79103171A patent/EP0008766B1/en not_active Expired
- 1979-08-28 DE DE7979103171T patent/DE2967314D1/de not_active Expired
- 1979-08-30 CA CA334,822A patent/CA1104391A/en not_active Expired
- 1979-09-03 BR BR7905642A patent/BR7905642A/pt not_active IP Right Cessation
- 1979-09-03 YU YU2134/79A patent/YU42490B/xx unknown
- 1979-09-03 IS IS2511A patent/IS1162B6/is unknown
- 1979-09-04 HU HU79UI284A patent/HU179329B/hu not_active IP Right Cessation
- 1979-09-04 ES ES483879A patent/ES483879A1/es not_active Expired
- 1979-09-04 NO NO792861A patent/NO150330C/no unknown
- 1979-09-04 SU SU792807708A patent/SU1153841A3/ru active
- 1979-09-05 RO RO98606A patent/RO83202B/ro unknown
- 1979-09-05 JP JP11305079A patent/JPS55115612A/ja active Granted
- 1979-09-05 GR GR59979A patent/GR72521B/el unknown
- 1979-09-05 IE IE1691/79A patent/IE49058B1/en not_active IP Right Cessation
- 1979-09-05 AR AR277966A patent/AR217541A1/es active
- 1979-09-05 NZ NZ191486A patent/NZ191486A/xx unknown
- 1979-09-05 AU AU50575/79A patent/AU528553B2/en not_active Ceased
- 1979-09-05 CS CS796013A patent/CS228950B2/cs unknown
- 1979-09-05 PL PL1979218134A patent/PL127185B1/pl unknown
- 1979-09-06 MX MX179193A patent/MX153886A/es unknown
- 1979-09-06 DD DD79215234A patent/DD145653A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6160284B2 (cs) | 1986-12-20 |
| PL218134A1 (cs) | 1980-06-02 |
| YU42490B (en) | 1988-10-31 |
| CA1104391A (en) | 1981-07-07 |
| BR7905642A (pt) | 1980-05-20 |
| DD145653A5 (de) | 1980-12-24 |
| US4191486A (en) | 1980-03-04 |
| RO83202B (ro) | 1984-09-30 |
| YU213479A (en) | 1983-01-21 |
| NZ191486A (en) | 1983-09-30 |
| NO792861L (no) | 1980-03-07 |
| IS1162B6 (is) | 1984-05-10 |
| IE791691L (en) | 1980-03-06 |
| GR72521B (cs) | 1983-11-16 |
| PL127185B1 (en) | 1983-10-31 |
| DE2967314D1 (en) | 1985-01-10 |
| ZA794282B (en) | 1980-08-27 |
| AR217541A1 (es) | 1980-03-31 |
| HU179329B (en) | 1982-09-28 |
| NO150330B (no) | 1984-06-18 |
| RO83202A (ro) | 1984-08-17 |
| MX153886A (es) | 1987-02-09 |
| NO150330C (no) | 1984-09-26 |
| EP0008766A1 (en) | 1980-03-19 |
| IS2511A7 (is) | 1979-11-30 |
| ES483879A1 (es) | 1980-05-16 |
| JPS55115612A (en) | 1980-09-05 |
| IN153049B (cs) | 1984-05-26 |
| AU528553B2 (en) | 1983-05-05 |
| AU5057579A (en) | 1980-03-13 |
| IE49058B1 (en) | 1985-07-24 |
| ATE10535T1 (de) | 1984-12-15 |
| EP0008766B1 (en) | 1984-11-28 |
| SU1153841A3 (ru) | 1985-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS228950B2 (en) | Thread joints | |
| US5064004A (en) | Drill rod for percussion drilling | |
| EP1948985B1 (en) | Improved fitting with complementary fitting materials | |
| US10018205B2 (en) | Impeller shaft | |
| US4152533A (en) | Electrode joint | |
| GB2080468A (en) | Joint for pipes intended more particularly for the oil industry | |
| NO167526B (no) | Skrukobling for oljeroer. | |
| CZ303442B6 (cs) | Trubkový závitový spoj s lichobežníkovými závity s konvexne zaoblenou plochou | |
| NO171746B (no) | Gjengeforbindelse | |
| SE502512C2 (sv) | Bränsleinsprutningsledning för förbränningsmotorer samt förfarande för dess framställning | |
| US20100140530A1 (en) | Dissimilar material retention | |
| US9746110B2 (en) | Gas tight pipe connection of inner and outer pipe parts | |
| US2878040A (en) | Safe-weld pipe joint | |
| JP2002519599A (ja) | ねじおよび高温使用温度におけるボルト継手 | |
| US4934857A (en) | Co-conic fastener and fastening method | |
| US2787481A (en) | Transition pipe coupling | |
| WO1998046896A1 (en) | Hydraulic clamp bushing having reduced sleeve thickness | |
| US4375340A (en) | Carbon electrode joint | |
| KR830000170B1 (ko) | 나사로 된 연결부분 | |
| US4317951A (en) | Nippled joint for furnace electrode | |
| US156006A (en) | Improvement in couplings for tubing | |
| EP1977628B1 (en) | Threaded pin, carbon electrode, and electrode assembly | |
| RU1814663C (ru) | Способ изготовлени стального безупорного конического резьбового трубного соединени | |
| JPS58174787A (ja) | 管継手 | |
| SU740470A1 (ru) | Способ соединени деталей с нат гом |