RU2450175C1 - Thread joint unit - Google Patents

Thread joint unit Download PDF

Info

Publication number
RU2450175C1
RU2450175C1 RU2011104463/12A RU2011104463A RU2450175C1 RU 2450175 C1 RU2450175 C1 RU 2450175C1 RU 2011104463/12 A RU2011104463/12 A RU 2011104463/12A RU 2011104463 A RU2011104463 A RU 2011104463A RU 2450175 C1 RU2450175 C1 RU 2450175C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
studs
parts
cylindrical
threaded
joint unit
Prior art date
Application number
RU2011104463/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аслан Каральбиевич Апажев (RU)
Аслан Каральбиевич Апажев
Залим Шамилевич Аппаев (RU)
Залим Шамилевич Аппаев
Жираслан Суфьянович Хапов (RU)
Жираслан Суфьянович Хапов
Таймураз Хусейнович Карданов (RU)
Таймураз Хусейнович Карданов
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.М. КОКОВА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.М. КОКОВА filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.М. КОКОВА
Priority to RU2011104463/12A priority Critical patent/RU2450175C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2450175C1 publication Critical patent/RU2450175C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: threaded joint unit of machines, preferably hydraulic machines comprises studs and nuts mounted in the holes of the parts to be connected, cylindrical sleeves made with an internal tapered hole and a radial unilateral slit along the axis through which the studs pass. The cylindrical sleeves are mounted within the cylindrical grooves of the parts to be connected and are made with an internal tapered hole mating without a clearance from the outer conical part of the studs whose smaller base is directed towards the side of a threaded part of rods and studs.
EFFECT: increased stiffness of the structure and fatigue strength of the connection by reducing bending stress under the threaded part of a stud.
2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидромашиностроению, и может быть использовано для соединения валов гидротурбин с валами гидрогенераторов, валов с рабочими колесами гидротурбин и рабочих органов сельскохозяйственных машин.The invention relates to mechanical engineering, in particular to hydraulic engineering, and can be used to connect the shafts of hydraulic turbines with the shafts of hydrogenerators, shafts with impellers of hydraulic turbines and working bodies of agricultural machines.

Известны конструкции узлов резьбовых соединений, в которых болты установлены в отверстиях соединяемых деталей с зазором и без зазора [1].Known designs of threaded joints in which bolts are installed in the holes of the parts to be connected with and without a gap [1].

В случае установки болтов с зазором они должны создавать силу трения на поверхности стыка, превышающую внешнюю нагрузку на величину запаса прочности, и обеспечить неподвижность соединения. Недостатками конструкции являются низкие несущая способность и долговечность, особенно при действии вибрационных нагрузок, при которых сила трения практически не реализуется.In the case of installing bolts with a gap, they must create a friction force on the joint surface that exceeds the external load by the amount of safety margin, and ensure that the joint is fixed. The design disadvantages are low bearing capacity and durability, especially under the action of vibrational loads, at which the friction force is practically not realized.

В случае установки болтов без зазора их рассчитывают на срез и смятие в предположении равномерного их нагружения. Для обеспечения плотной посадки необходима совместная расточка отверстий в соединяемых деталях и высокая точность изготовления стержней болтов. Эти технологические операции весьма трудоемки, что приводит к значительным затратам при изготовлении и монтаже узлов соединений. Вторым недостатком этой конструкции является неравномерное распределение сдвигающих усилий в групповом фланцевом соединении при изготовлении деталей по переходной посадке скольжения [2]. Реализация более плотной посадки практически исключается из-за значительного возрастания трудоемкости этой операции для группового резьбового соединения крупного узла машин.In the case of installing bolts without a gap, they are counted on shear and crushing under the assumption of their uniform loading. To ensure a tight fit, a joint bore of the holes in the parts to be connected and a high accuracy in the manufacture of bolt rods are necessary. These technological operations are very laborious, which leads to significant costs in the manufacture and installation of connection nodes. The second disadvantage of this design is the uneven distribution of shear forces in the group flange connection in the manufacture of parts for the transitional fit of the slide [2]. The implementation of a denser fit is virtually eliminated due to a significant increase in the complexity of this operation for a group threaded connection of a large machine assembly.

Известен еще узел соединения деталей машин (прототип), содержащий установленные в отверстиях соединяемых деталей цилиндрические втулки и шпильки с гайками [3]. Цилиндрические втулки, выполненные с внутренним коническим отверстием и радиальной односторонней прорезью вдоль оси, установлены в пределах цилиндрических выточек одной соединяемой детали на посадке с зазором. Стержни шпилек от резьбовой части до конца сопряжения со втулками выполнены коническими.There is also known a node for connecting machine parts (prototype), containing cylindrical bushings and studs with nuts installed in the holes of the parts to be connected [3]. Cylindrical bushings made with an internal conical hole and a radial one-sided slot along the axis are mounted within the cylindrical grooves of one connected part at the landing with a gap. The stud rods from the threaded part to the end of the interface with the bushings are made conical.

Однако в этой конструкции изгибная жесткость шпилек, установленных в отверстиях с зазором по всей толщине одной соединяемой детали от опорной поверхности гайки до плоскости стыка, незначительна. Кроме того, максимальные изгибные напряжения приходятся на сечение резьбовой части шпилек, совпадающее с первым витком гайки, где имеют место значительные концентрации напряжений, и которое, прежде всего, разрушается в узлах соединениях. Вследствие этого снижается усталостная прочность всего узла соединения.However, in this design, the bending stiffness of the studs installed in the holes with a gap throughout the thickness of one connected part from the bearing surface of the nut to the joint plane is negligible. In addition, the maximum bending stresses fall on the cross section of the threaded part of the studs, which coincides with the first turn of the nut, where significant stress concentrations occur, and which, first of all, breaks down in the joints. As a result, the fatigue strength of the entire joint assembly is reduced.

Цель изобретения - повышение жесткости конструкции и усталостной прочности соединения путем уменьшения напряжения изгиба под резьбовой частью шпилек.The purpose of the invention is to increase the rigidity of the structure and the fatigue strength of the joint by reducing the bending stress under the threaded part of the studs.

Поставленная цель достигается тем, что цилиндрические втулки установлены в пределах цилиндрических выточек соединяемых деталей и выполнены с внутренним коническим отверстием, сопрягающимся без зазора с наружной конической частью шпилек, меньшее основание которой направлено в сторону резьбовой части стержней шпилек.This goal is achieved in that the cylindrical bushings are installed within the cylindrical grooves of the parts to be joined and are made with an internal conical hole that mates without a gap with the outer conical part of the studs, the smaller base of which is directed towards the threaded part of the stud rods.

На фиг.1 показан продольный разрез узла резьбового соединения, а на фиг.2 - цилиндрическая втулка.Figure 1 shows a longitudinal section of a threaded connection unit, and figure 2 shows a cylindrical sleeve.

Узел резьбового соединения (фиг.1) содержит установленные в отверстиях соединяемых деталей 1 и 2 шпильки 4 с гайками 5 и 6. Цилиндрические втулки 3, выполненные с внутренним коническим отверстием 9 и радиальной односторонней прорезью 10 вдоль оси (фиг.2), установлены в пределах цилиндрических выточек 11 и 12 соединяемых деталей 1 и 2 на участке l1 предварительно с минимальным зазором (в пределах 10-50 мкм). Наружная коническая часть 7 стержней шпилек 4 от резьбовой части до цилиндрического участка 8 сопрягается без зазора с внутренним коническим отверстием 9 цилиндрических втулок 3. Стержни шпилек 4 в пределах цилиндрического участка 8 установлены в отверстиях соединяемых деталей 1 и 2 с зазором Δ в диапазоне 1…2 мм.The threaded connection assembly (Fig. 1) comprises studs 4 installed in the holes of the parts 1 and 2 to be joined with nuts 5 and 6. Cylindrical bushings 3 made with an internal conical hole 9 and a radial one-sided slot 10 along the axis (Fig. 2) are installed in within the cylindrical grooves 11 and 12 of the connected parts 1 and 2 in the area l 1 previously with a minimum gap (within 10-50 microns). The outer conical part 7 of the rods of the studs 4 from the threaded part to the cylindrical section 8 is mated without a gap with the inner conical hole 9 of the cylindrical bushings 3. The rods of the studs 4 within the cylindrical section 8 are installed in the holes of the connected parts 1 and 2 with a gap Δ in the range 1 ... 2 mm

При затяжке гаек 5 и 6 узла резьбового соединения цилиндрические втулки 3 под действием внутренних давлений от наружной конической части 7 стержней шпилек 4 легко расширяются в радиальном направлении и защемляются в цилиндрических выточках 11 и 12 соединяемых деталей 1 и 2 на участке l1. При этом выбирается минимальный зазор между наружным диаметром d цилиндрических втулок 3 и цилиндрическими выточками 11 и 12 соединяемых деталей 1 и 2, образуя посадку с натягом. Таким образом, в этой конструкции обеспечивается защемление наружной конической части 7 стержней шпилек 4 и цилиндрических втулок 3 в цилиндрических выточках 11 и 12, а также защемление опорных поверхностей гаек 5 и 6 в соединяемых деталях 1 и 2. Вследствие этого наиболее опасное сечение резьбовой части шпилек 4, совпадающее с первым витком гаек 5 и 6, не изгибается. Изгибные напряжения передаются только на цилиндрический участок 8 на длине l2, где площадь сечения стержней шпилек 4 максимальная и за счет этого повышается жесткость конструкции.When tightening the nuts 5 and 6 of the threaded joint assembly, the cylindrical bushings 3 under the influence of internal pressures from the outer conical part 7 of the stud rods 4 are easily expanded in the radial direction and pinched in the cylindrical grooves 11 and 12 of the connected parts 1 and 2 in the area l 1 . In this case, the minimum clearance between the outer diameter d of the cylindrical bushings 3 and the cylindrical recesses 11 and 12 of the connected parts 1 and 2 is selected, forming an interference fit. Thus, this design provides for pinching the outer conical part 7 of the rods of the studs 4 and cylindrical bushings 3 in the cylindrical grooves 11 and 12, as well as pinching the supporting surfaces of the nuts 5 and 6 in the connected parts 1 and 2. As a result, the most dangerous section of the threaded part of the studs 4, coinciding with the first turn of nuts 5 and 6, does not bend. Bending stresses are transmitted only to the cylindrical section 8 along the length l 2 , where the cross-sectional area of the rods of the studs 4 is maximum and, as a result, the structural rigidity increases.

При работе узла резьбового соединения внешняя нагрузка будет передаваться равномерно на все цилиндрические втулки 3, защемленные посадкой с натягом в цилиндрических выточках 11 и 12, а также на шпильки 4 за счет их жесткого защемления по сопрягаемым коническим поверхностям и защемления опорных поверхностей гаек 5 и 6 в соединяемых деталях 1 и 2. Равномерному распределению внешней нагрузки способствует также симметричность конструкции относительно плоскости стыка соединяемых деталей.During the operation of the threaded connection unit, the external load will be transmitted evenly to all cylindrical bushings 3, clamped by interference fit in the cylindrical grooves 11 and 12, as well as to the studs 4 due to their rigid jamming on the mating conical surfaces and jamming of the supporting surfaces of the nuts 5 and 6 in the connected parts 1 and 2. The uniform distribution of the external load is also facilitated by the symmetry of the structure relative to the joint plane of the connected parts.

Таким образом, в предлагаемом узле повышаются жесткость конструкции и усталостная прочность всего соединения.Thus, in the proposed site increases the rigidity and fatigue strength of the entire connection.

Источники информацииInformation sources

1. Иванов М.Н. Детали машин. - М.: Высшая школа. 1991 - 383 с.1. Ivanov M.N. Machine parts. - M .: Higher school. 1991 - 383 p.

2. Бугов А.У. Фланцевые соединения. Расчет и проектирование. - Л.: Машиностроение. Л. О. 1975 - 191 с.2. Bugov A.U. Flange connections. Calculation and design. - L .: Mechanical engineering. L.O. 1975 - 191 p.

3. Патент на изобретение №2319868 «Узел соединения деталей машин», Бугов Х.У., Апажев А.К., Демьянов В.А. и др. 20.03.2008 г. (прототип).3. Patent for invention No. 2319868 "The unit for connecting machine parts", Bugov H.U., Apazhev A.K., Demyanov V.A. et al. March 20, 2008 (prototype).

Claims (1)

Узел резьбового соединения машин, преимущественно гидромашин, содержащий установленные в отверстиях соединяемых деталей шпильки с гайками, цилиндрические втулки, выполненные с внутренним коническим отверстием и радиальной односторонней прорезью вдоль оси, через которые проходят упомянутые шпильки, отличающийся тем, что цилиндрические втулки установлены в пределах цилиндрических выточек соединяемых деталей и выполнены с внутренним коническим отверстием, сопрягающимся без зазора с наружной конической частью шпилек, меньшее основание которой направлено в сторону резьбовой части стержней шпилек. A threaded assembly of machines, mainly hydraulic machines, comprising studs with nuts installed in the openings of the parts to be joined, cylindrical bushings made with an internal conical hole and a radial one-sided slot along the axis through which the studs pass, characterized in that the cylindrical bushings are installed within cylindrical grooves connected parts and are made with an inner conical hole that mates without a gap with the outer conical part of the studs, the smaller is based e which is directed towards the threaded portion of rod pins.
RU2011104463/12A 2011-02-08 2011-02-08 Thread joint unit RU2450175C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011104463/12A RU2450175C1 (en) 2011-02-08 2011-02-08 Thread joint unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011104463/12A RU2450175C1 (en) 2011-02-08 2011-02-08 Thread joint unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2450175C1 true RU2450175C1 (en) 2012-05-10

Family

ID=46312313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011104463/12A RU2450175C1 (en) 2011-02-08 2011-02-08 Thread joint unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2450175C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2203440C2 (en) * 2000-10-03 2003-04-27 Открытое акционерное общество "Уральский завод тяжёлого машиностроения" Threaded jointing device for parts
EP1467106A1 (en) * 2003-04-10 2004-10-13 Horst Filipp GmbH Fixing device for fixation of a fitting element
RU2319868C2 (en) * 2006-03-23 2008-03-20 Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия Machine parts joint unit
RU2382242C2 (en) * 2007-12-03 2010-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ (КБГСХА) Unit of screwed connection
KR20100068452A (en) * 2007-09-18 2010-06-23 피 앤드 에스 보르스판시스테메 아게 Connecting arrangement and connecting method, in particular by way of non-positive connection on all sides
JP2010270853A (en) * 2009-05-22 2010-12-02 Toyota Motor Corp Fender mounting structure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2203440C2 (en) * 2000-10-03 2003-04-27 Открытое акционерное общество "Уральский завод тяжёлого машиностроения" Threaded jointing device for parts
EP1467106A1 (en) * 2003-04-10 2004-10-13 Horst Filipp GmbH Fixing device for fixation of a fitting element
RU2319868C2 (en) * 2006-03-23 2008-03-20 Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия Machine parts joint unit
KR20100068452A (en) * 2007-09-18 2010-06-23 피 앤드 에스 보르스판시스테메 아게 Connecting arrangement and connecting method, in particular by way of non-positive connection on all sides
RU2382242C2 (en) * 2007-12-03 2010-02-20 Федеральное государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ (КБГСХА) Unit of screwed connection
JP2010270853A (en) * 2009-05-22 2010-12-02 Toyota Motor Corp Fender mounting structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100408823C (en) Methods and apparatus for mounting a gas turbine engine
EP1996456B1 (en) Bolted joint
US20140079555A1 (en) Wind turbine
RU2682993C1 (en) Connection details of power machines
CN104169109A (en) Rubber bearing connection
RU2661326C1 (en) Threaded joint assembly
JP2010216469A (en) Device and method for joining blade to rotor shaft of turbo machine
US11642927B2 (en) Chassis link for a motor vehicle
RU2647720C1 (en) Threaded connection
RU2650479C1 (en) Connection of details of machines of increased strength
CN105667234A (en) Automobile thrust rod
RU2450175C1 (en) Thread joint unit
RU2382242C2 (en) Unit of screwed connection
RU2342570C1 (en) Block of screwed joint
RU2319868C2 (en) Machine parts joint unit
RU2341693C2 (en) Machine components joint assembly
RU2732942C1 (en) Connection of machine parts
RU2694375C1 (en) Threaded connection of parts of power machines
RU2734531C1 (en) Threaded joint
RU2388940C1 (en) Threaded connection
RU2341694C2 (en) Machine components joint assembly
US11466713B2 (en) Bolt connection for connecting two flanges
RU2350792C1 (en) Unit of threaded connection
RU2263828C1 (en) Connecting unit for members of machines
RU2362918C2 (en) Assembly joint of machine components

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130209