RU157436U1 - Скалка для поршневой группы компрессора - Google Patents

Abstract

Скалка для поршневой группы компрессора, содержащая стержень и две сферические головки, при этом стержень имеет среднюю часть с цилиндрической поверхностью и два участка с конической поверхностью, причем участки с конической поверхностью в меньшем их сечении сопряжены со сферическими головками, отличающаяся тем, что образующая цилиндрической поверхности сопряжена с образующими конических поверхностей, при этом диаметр стержня в местах сопряжения со сферическими головками составляет 0,55÷0,65 от диаметра головки, а угол уклона на участках с конической поверхностью находится в интервале от 4° до 6°.

Description

Полезная модель относится к поршневым машинам, а именно к многоступенчатым компрессорам.

Известны скалки, предназначенные для двухшарнирного сочленения поршней низкого и высокого давления в многоступенчатых компрессорах и содержащие стержень с двумя сферическими головками, шейки и переходы между шейками и средней цилиндрической частью скалки [Поршневые компрессоры. Теория, конструкция и основы проектирования. Френкель М.И. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1969, с. 401]. Недостатком известных скалок является большое число перепадов сечений по длине скалки, что приводит к концентрации напряжений и усталостным повреждениям детали.

Наиболее близкой к предложенной является известная скалка для поршневой группы компрессора, содержащая стержень и две сферические головки, при этом стержень имеет среднюю часть с цилиндрической поверхностью и два участка с конической поверхностью, причем участки с конической поверхностью в меньшем их сечении сопряжены со сферическими головками, а в большем сечении - с торцовыми поверхностями цилиндрической части стержня [Там же, с. 403].

Недостатком известной скалки является наличие перепада сечений в сопряжении участков с конической поверхностью со средней цилиндрической частью стержня, что приводит к концентрации напряжений и усталостным повреждениям детали.

Предлагаемая полезная модель направлена на повышение надежности скалки, а также на расширение арсенала технических средств для сочленения поршней в многоступенчатых компрессорах.

Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в уменьшении концентрации напряжений в скалке.

Указанный результат достигается тем, что в известную скалку, содержащую стержень и две сферические головки, при этом стержень имеет среднюю часть с цилиндрической поверхностью и два участка с конической поверхностью, причем участки с конической поверхностью в меньшем их сечении сопряжены со сферическими головками, введены новые признаки:

- образующая цилиндрической поверхности сопряжена с образующими конических поверхностей;

- диаметр стержня в местах сопряжения со сферическими головками составляет 0,55÷0,65 от диаметра головки;

- угол уклона на участках с конической поверхностью находится в интервале от 4° до 6°.

Под углом уклона на участке с конической поверхностью понимается угол между образующей на этом участке и осью стержня, что соответствует терминологии, принятой в ГОСТ 8593-81 ″Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные конусности и углы конусов″.

Форма стержня, при которой образующая цилиндрической поверхности сопряжена с образующими конических поверхностей, обеспечивает уменьшение концентрации напряжений в сопряжении участков с конической поверхностью со средней цилиндрической частью стержня, тем самым - повышение циклической прочности скалки.

Геометрические параметры, характеризующие диаметр стержня в местах сопряжения со сферическими головками и угол уклона на участках с конической поверхностью, подобраны экспериментально и являются оптимальными для скалки с указанной формой стержня, предназначенной для работы с большими знакопеременными нагрузками в узлах сочленения поршней в многоступенчатых компрессорах.

На чертеже показана предложенная скалка, общий вид.

Скалка для поршневой группы компрессора содержит стержень 1 и две сферические головки 2 и 3. Стержень 1 имеет среднюю часть 4 с цилиндрической поверхностью 5 и участки 6 и 7 с конической поверхностью 8 и 9 соответственно. Участки 6 и 7 в меньшем их сечении сопряжены со сферическими головками. Образующая цилиндрической поверхности 5 сопряжена с образующими конических поверхностей 8 и 9.

Диаметр D2 в местах сопряжения стержня 1 со сферическими головками 2 и 3 составляет 0,55÷0,65 от диаметра D1 головки:

D2=(0,55÷0,65)×D1,

где: D1 - диаметр головки;

D2 - диаметр стержня в местах сопряжения со сферическими головками.

Угол β уклона участков конической формы находится в интервале от 4° до 6°:

β=4°÷6°,

где: β - угол уклона на участках с конической поверхностью, градус.

Указанные интервалы значений подобраны экспериментально, с позиций оптимального сочетания прочности и жесткости скалки и нагрузочной способности сферического соединения в узле сочленения скалки с поршнем, с учетом конструктивных ограничений в этом узле. Так, было установлено, что выполнение скалки при значении D2<(0,55×D1) или с углом β<4°, при заданных общей длине стержня 1 и диаметре его средней части 4, ведет к неоправданному увеличению длины участка 6 (7) и уменьшению длины средней части 4, тем самым - к снижению прочности и жесткости скалки. Выполнение с углом β>6° ведет к усложнению узла сочленения скалки с поршнем высокого давления, где наружный диаметр этого узла ограничен диаметром поршня. Выполнение скалки при значении D2>(0,65×D1) ведет к чрезмерному уменьшению угла охвата несущей поверхности в сферическом соединении, соответственно уменьшится нагрузочная способность этого соединения в узле сочленения скалки с поршнем (на чертеже условно не показано).

Предложенная скалка может быть изготовлена из материалов, предназначенных для деталей повышенной прочности, например, из конструкционной легированной стали марки 40Х или ее заменителей.

Для снижения концентрации напряжений в местах сопряжении участков 6 и 7 со сферическими головками 2 и 3 может быть дополнительно выполнена галтель 10, радиус которой R определяют по известным правилам, например:

R≥0,08×D1,

где: R - радиус галтели.

Для повышения циклической прочности может быть дополнительно предусмотрено полирование галтели 10 и прилегающей к ней конической поверхности стержня.

Изложенные примеры не исчерпывают возможные варианты реализации полезной модели. Например, скалка может быть изготовлена из других материалов, с различной обработкой поверхности и т.д.

Claims (1)

1. Скалка для поршневой группы компрессора, содержащая стержень и две сферические головки, при этом стержень имеет среднюю часть с цилиндрической поверхностью и два участка с конической поверхностью, причем участки с конической поверхностью в меньшем их сечении сопряжены со сферическими головками, отличающаяся тем, что образующая цилиндрической поверхности сопряжена с образующими конических поверхностей, при этом диаметр стержня в местах сопряжения со сферическими головками составляет 0,55÷0,65 от диаметра головки, а угол уклона на участках с конической поверхностью находится в интервале от 4° до 6°.

   

Images