RU2529143C2

RU2529143C2 - Permanent connection method for flat parts

Info

Publication number: RU2529143C2
Application number: RU2013100406/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Григорьевич Коврижкин; Юрий Николаевич Романов; Руслан Венерович Арсланов
Original assignee: Михаил Григорьевич Коврижкин
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2014-09-27
Also published as: RU2013100406A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and is intended for the connection of flat parts receiving forces of in-plane shear and of torque. Dovetail grooves forming X-shape holes at the connection of parts are provided in each mated part on the side of their mating surfaces. Fixing elements in the form of X-shape profile bars are installed in the holes. Both mated parts are heated prior to the installation of fixing elements into the holes.

EFFECT: provision of reliable connection of flat parts receiving complex types of sign alternating loads along with lower labour inputs in the process.

5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при изготовлении сборочных единиц из двух или более плоских деталей любой толщины, сочетании материалов, воспринимающих усилия плоского сдвига, а также крутящего момента.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of assembly units from two or more flat parts of any thickness, a combination of materials that perceive the forces of plane shear, as well as torque.

Известны способы соединения плоских деталей сваркой и клепкой.Known methods for connecting flat parts by welding and riveting.

Недостатками соединений, выполненных с помощью сварки, являются ограничения по видам соединяемых материалов и большая трудоемкость выполненных сварочных швов больших размеров, что требует трудоемких операций разделки кромок и многократного проложения сварочных швов с предварительной и последующей термообработкой для обеспечения качества соединения и снятия напряжения в зоне шва.The disadvantages of the joints made by welding are the limitations on the types of materials to be joined and the high complexity of the welded joints of large sizes, which requires laborious operations of cutting edges and repeated laying of welds with preliminary and subsequent heat treatment to ensure the quality of the connection and stress relief in the weld zone.

Недостатком заклепочных соединений является высокая трудоемкость прошивки или сверления отверстий в сопрягаемых деталях, а также самих операций клепки. Сложным является процесс соединения клепкой деталей большой толщины.The disadvantage of rivet joints is the high complexity of flashing or drilling holes in the mating parts, as well as the riveting operations themselves. Complex is the process of joining riveted parts of large thickness.

Известен способ неподвижного соединения деталей, заключающийся в том, что на сопрягаемые поверхности одной из соединяемых деталей устанавливаются стержневые элементы, ориентированные вдоль оси соединяемых деталей. Сборка осуществляется запрессовкой, в процессе которой происходит внедрение стержневых элементов в тела соединяемых деталей (патент РФ 2093334, кл. В23Р 11/02). Недостатком такого способа является невозможность соединения плоских деталей, большая трудоемкость и низкое качество сборки.A known method for the fixed connection of parts, which consists in the fact that on the mating surfaces of one of the connected parts are installed rod elements oriented along the axis of the connected parts. The assembly is carried out by pressing, during which the core elements are introduced into the bodies of the parts to be joined (RF patent 2093334, class B23P 11/02). The disadvantage of this method is the inability to connect flat parts, the high complexity and low build quality.

Наиболее близким является способ сборки деталей, осуществляющийся путем установки с зазором одной детали в отверстие другой с последующим нагревом охватываемой детали до компенсации зазора между деталями. В зоне контакта сопрягаемых деталей выполняют цилиндрические отверстия с установкой в них упругих фиксирующих элементов (авт. св. СССР 353808 от 09.10.1972, кл. B23P 11/00).The closest is the method of assembly of parts, carried out by installing with a gap of one part in the hole of another with subsequent heating of the covered part to compensate for the gap between the parts. In the contact zone of the mating parts, cylindrical holes are made with the installation of elastic fixing elements (ed. St. USSR 353808 of 09/10/1972, class B23P 11/00).

Недостатком такого способа является невозможность соединения плоских деталей, а также высокая трудоемкость сборочных операций и низкое качество сборки.The disadvantage of this method is the inability to connect flat parts, as well as the high complexity of assembly operations and low build quality.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и создание надежного соединения плоских деталей, воспринимающих сложные виды знакопеременных нагрузок.The objective of the invention is to reduce the complexity and the creation of a reliable connection of flat parts, perceiving complex types of alternating loads.

Поставленная задача реализуется благодаря тому, что в предлагаемом способе неразъемного соединения плоских деталей, включающем выполнение отверстий в сопрягаемых деталях, предварительный нагрев и последующую сборку с зазором нагретых сопрягаемых деталей путем установки в отверстия фиксирующих элементов, в каждой из сопрягаемых деталей со стороны их сопрягаемых поверхностей выполняются пазы по форме «ласточкин хвост», образующих при соединении деталей отверстия X-образной формы поперечного сечения, в которые устанавливают фиксирующие элементы в виде стержней Х-образного профиля, причем нагрев обеих сопрягаемых деталей осуществляют до установки в них фиксирующих элементов.The problem is achieved due to the fact that in the proposed method of permanent connection of flat parts, including making holes in the mating parts, preheating and subsequent assembly with a gap of heated mating parts by installing fixing elements in the holes, in each of the mating parts from the side of their mating surfaces grooves in the shape of a "dovetail", forming when connecting parts of the holes of the X-shaped cross-section in which they fix ue elements in the form of bars of X-shaped profile, wherein both mating parts heating is performed prior to installing them in the retaining elements.

В результате натяг в соединении обеспечивают в процессе остывания ранее нагретых сопрягаемых деталей.As a result, an interference fit in the joint is provided during cooling of previously heated mating parts.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг.1 показана конфигурация пазов типа «ласточкин хвост» в сопрягаемых деталях - позиции 1, 2 и фиксирующий элемент «X-образного профиля» - позиция 3.Figure 1 shows the configuration of the grooves of the "dovetail" in the mating parts - position 1, 2 and the locking element of the "X-shaped profile" - position 3.

На фиг.2 показаны примеры установки фиксирующих элементов, где а) радиальная схема, б) схема по хордам.Figure 2 shows examples of the installation of the fixing elements, where a) a radial diagram, b) a diagram along the chords.

Заявленный способ реализуется следующим образом. Подготавливают детали (поз.1 и 2, фиг.1) к сборке, то есть осуществляют выполнение пазов типа «ласточкин хвост» любым из приемлемых методов механической обработки. Изготавливают фиксирующие элементы - стержни «X-образного профиля» (поз.3, фиг.1).The claimed method is implemented as follows. Details are prepared (pos. 1 and 2, Fig. 1) for assembly, that is, dovetail grooves are performed by any of the acceptable machining methods. Fixing elements are made — rods of the “X-shaped profile” (pos. 3, Fig. 1).

Размеры пазов и фиксирующих стержней выполняют с учетом расчетной величины натяга и механических характеристик соединяемых материалов.The dimensions of the grooves and the fixing rods are performed taking into account the estimated magnitude of the interference fit and the mechanical characteristics of the materials being joined.

Сопрягаемые детали подвергают нагреву до необходимой температуры, обеспечивающей сборку с зазором, при этом фиксирующие стержни нагреву не подвергают. Температура нагрева определяется в соответствии с физическими свойствами материалов, из которых выполнены сопрягаемые детали.The mating parts are heated to the required temperature, providing assembly with a gap, while the fixing rods are not heated. The heating temperature is determined in accordance with the physical properties of the materials from which the mating parts are made.

Сборку осуществляют при установке базовой детали в приспособление, обеспечивающее доступ к пазам, установку второй сопрягаемой детали с последующим введением в пазы фиксирующих стержней.The assembly is carried out when the base part is installed in a device that provides access to the grooves, the second mating part is installed, followed by the insertion of fixing rods into the grooves.

Выборка зазоров в соединении осуществляется в процессе остывания, то есть создания натяга, что гарантирует плотное прилегание поверхностей сопрягаемых деталей с равномерным распределением нагрузки по большой площади.The selection of gaps in the connection is carried out during cooling, that is, an interference fit is created, which ensures a snug fit on the surfaces of the mating parts with a uniform load distribution over a large area.

Благодаря применению заявляемого способа не появляется большое количество концентраторов напряжений и снимаются ограничения по материалам сопрягаемых деталей.Due to the application of the proposed method, a large number of stress concentrators does not appear and restrictions on the materials of mating parts are removed.

В соответствии с сущностью изобретения была реализована сборка водил планетарных редукторов с установкой фиксирующих стержней радиально и по хордам (фиг.2). Материалы соединяемых деталей - конструкционная углеродистая сталь 45 ГОСТ 1050-88 и легированная сталь 40ХН3А ГОСТ 4543-71. Фиксирующие элементы выполнены из стали 40Х ГОСТ 4543-71.In accordance with the essence of the invention, an assembly of driven planetary gears with the installation of fixing rods radially and along the chords was realized (Fig. 2). The materials of the parts to be joined are structural carbon steel 45 GOST 1050-88 and alloy steel 40XH3A GOST 4543-71. The fixing elements are made of steel 40X GOST 4543-71.

Толщина соединяемых деталей 60 мм при диаметре 380 мм. После завершения усадки, то есть создания необходимой прочности, полученные сборочные единицы были успешно подвергнуты механической обработке.The thickness of the connected parts is 60 mm with a diameter of 380 mm. After completion of the shrinkage, that is, the creation of the necessary strength, the resulting assembly units were successfully machined.

Claims

The method of permanent connection of flat parts, including making holes in the mating parts, preheating and subsequent assembly with a gap of heated mating parts by installing fixing elements in the holes, characterized in that in each of the mating parts from the side of their mating surfaces do grooves in the form of "dovetin tail ", forming when connecting the parts of the hole with an X-shaped cross-section, in which the fixing elements are installed in the form of rods of an X-shaped profile I, and the heating of both mating parts is carried out before the installation of fixing elements in them.