SU576445A1 - Устройство дл исследовани распределени нагрузки в резьбе - Google Patents

Description

сложной геометрии резьбового соединени  установление взаимосв зи деформаций и напр жений в резьбовых детал х нредставл ет до сих пор нерешенную, весьма сложную математическую и техническую задачу. В св зи с этим исследовани  на тензометрических устройствах, основанные на допущении определенной св зи деформаций (например на наружной поверхности гайки) с раснределеиием нагрузки в резьбе не имеет достаточного обосновани . Задачу свод т к подбору такого теоретического закона раснределени  нагрузки , при котором расчетные и экспериментальные деформации имеют наименьшее расхождение . Найденный таким образом «теоретнческий закон распределени  нагрузки принимаетс  за достоверный. При этом вонрос о соответствии прин того теоретического закона действительному, существующему в реальном резьбовом соединении, остаетс  открытым , так как до насто щего вг.емени пр мые (количественные) исследовани  расиределсiiir/i паг)узки в резьбе не иронодн.шеь.

Целью изобретени   вл етс  повышение точностн исследовани  распределени  нагрузки в резьбовом соединении.

Это достигаетс  тем, что устройство снабжено телескопическим винтом, выполненным в виде нескольких соосно расположенных валиков и втулок с резьбовым витком па каждой втулке, опорными площадкамн втулок, установленными перпендикул рно оси винта, стойками дл  установкн илои1,адок, симметрично расположенными, вокруг винта и проход щими через опорную илнту, мерными распорными втул1чами л.л  установки нлощадок одна относительно другоГ| и фиксато)иой шайбой вала, установленной па втулке, прилегаu{c к иеиытуемой гайке, при этом каждый из узлов нагружени  смонтирован на свободных от резьбовых шггков концах валика и втулки и выиолнен в виде иагружаюнхей гайки, И1айбы , тарельчатой пружины и подшипника, установленного между гайкой и шайбой.

На фиг. 1 иредставлеи продольный разрез предлагаемого устройства; на фиг. 2 - продольный разрез телескопического винта; па фиг. 3 - схема соединени  типа «болт-гайка ; па фиг. 4 - опытпа  гайка в разрезе е изображением захода и сбега витка резьбы (разрезы по А-А и Б-Б); на фиг. 5 -схема нагружени  витков телескопнчеекого внпта.

Устройство состоит из жесткой опорной плнты 1, четырех симметрично расположенных етоек 2, проход щих через онорную плнту и онорные площадки 3, 4, 5 и 6, мерных распорных втулок 7, 8 п 9, опытной гайки 10, 01И1раюи1,ейс  через шайбу 11 на опорную плиту 1. Узлы нагружеии  состо т из тарирован1ШХ тарельчатых пружин 12, 13, 14, 15 и 16; нагружающих гаек 17, 18, 19, 20 и 21; шайб 11, 23, 24, 25 и 26 и упорных подшипников 27, 28, 29, 30 31. Усили  сжати  пружин 12, 13, 14, 15 и 16 при иовороте гаек 17, 18, 19, 20 и

21 иередаютс  через шайбы 22, 23, 24, 25 и 26 1 упорные подшииники 27, 28, 29, 30 и 31 на витки телескопического впита, выполненные заодно на п ти валиках и втулках 32, 33, 34, 35 и 36. Положение витков при навинченной на ннх оиытной гайке 10 фнкснруетс  фнксато )ной шайбой 37. Па концы стоек 2 навинчены гайкн 38, при заг жке которых обеспечиваетс  необходима  жесткость устройства.

Усили  сжати  пружии определ ютс  по тарировочиым кривым изменением рассто ний между пшйбами 22, 23,24,25 и 26 i оиорными площадками 3, 1, 4, 5 и 6 соответственно. (Дл  контрол  усили  сжати  можно также использовать тензодатчики, если их наклеить на одну из тарелок пакета пруЛ:ин). Ввиду незначительных усилий поворот нагружаюших гаек 17, 18, 19, 20 и 21 при нагружении пружин осуществл етс  вручную с помощью штыревого ключа, вставл емого в радиальные отверсти  гаек.

/,.ли измереии  ле(1)()1)маил1 на опытную К) нак..пенва1отс  теизодатчикн, изменение сонротнвленн  которых фиксируетс  лю бым измерителем статических л.еформаций.

Последовательиост); работ) на уст юйствй следующа .

Перед испытанием устройство разбирают и из него извлекают телескопический винт.

Сначала разбирают узел нагружени  второго витка, дл  этого отвинчивают гайку 17, вынимают унорный нодшипппк 27, 22 и пакет тарельчатых пружип 12. Затем отвинчивают гайки 38, сиимают опорную плопгадку 3 п в той же носледователыюстн (гайка 18 -упорный ПОДП11ШНПК 28--шайба 23 - пакет тарельчатых пружнп 13) разбирают узел пагруженн  первого витка. Далее, спима  поочередно опорпые нлоншдкп 6, 5, 4 и распорные втулки 9 и 8, аналогично разбирают узлы нагружеии  третьего, четвертого н п того витков. Поеле чего снимают фиксато)иую пшйбу 37 и вынимают из опорной плиты 1 телескопический винт (иозицин 34, 35, 36, 32 и 33 фиг. 1 и 2). После разборки иа телескопический винт наворачивают экспериментальиую гайку 10 с шайбой И (см. фиг. 2) и с помощью лысок на концах вптков 32 и 36 (ем. фпг. 1) витки виита зат гивают до стыка между собой. (Дл  контрол  правильного взаимного расположени  витков в гайке служат также технологические штифтовые отверсти , в которые при сборке вставл ют специальные штифты с подвижнымн иосадками). Затем иа резьбовую часть винта 34 наворачивают фнксаторпую шайбу 37 с четырьм  отверстн ми под стойки 2 и закрепл ют на нем неподвижпо (например е иомощью кернени ). Собранный телескоиический винт с опытной гайкой 10, фиксаторной шайбой 37 н шайбой 11 уетанавливают на плите 1 так, чтобы оси четырех отверстий в фиксаторной илайбе 37 н плите 1 совпадали. Затем устаиавливают стойки 2 и п олпнаковсп поеледовательности (гайка - упорный подшипник - опорна  шайба - пакет тарельчатых пружин- опорна  площадка) с помош.ыо распорных втулок 8 и 9 и гаек 38 собирают узлы нагружени  витков 34, 35 и 36. Аналогично собирают узлы нагружени  витков 33 и 32.

Опытное исследование распределени  нагрузки в резьбовом соединении состоит из двух этапов. На первом этапе опытную гайку нагружают усилием Q ввннченной в нее шпилькой сплошного сечени  (см. фиг. 3). Относительные деформации на поверхности тела гайки определ ютс  через разности отсчетов прибора электрической схемы тензодатчиков до и после нагружени . На втором этапе та же гайка с датчиками монтируетс  совместно с телесконическим винтом (фиг. 5), а его витки, начина  с иервого, нагружаютс  в соответствии с прин тым законом распределени  нагрузки так, чтобы

Qi + Q2fQ3+Q4 +

где QI... Qs--нагрузки, соответственно на 1... 5 виток телескопического винта.

(По общеприн тому пор дку нумераци  витков производитс  от опориой поверхности гайки:

1-й виток - иоз. 33, 2-ой виток - поз. 32, 3-й виток - иоз. 36, 4-й виток - поз. 35, 5-й виток- поз. 34). Вычисл   вновь относительные деформации и сравнива  нх с предыдущими (первый этаи), суд т о достоверности того или иного закона распределени  нагрузки по виткам резьбы.

Путем иодбора нагрузок Q... Qs можно эмиирически найти точное распределение нагрузки , соответствующее отиоеительным деформаии м опытной гайки при нагружении ее щпилькой, имеющей сплощное сечение.

Следует отметить, что при прочих равных услови х, точность исследовани  будет тем выше, чем больше будет разница в модул х

упругости материалов витков телескопического винта и гайки. Удовлетворительные результаты получаютс , если . где ь Е -модули уиругости материала витков телескопического винта и гайки соответственно.

Предлагаемое устройство дает возможность вы вить действительный закон распределени  нагрузки в резьбе и за счет разработки конструкции с более равномерным расиределением иагрззки увеличить прочность и улучизить качество резьбового сосдииени .

Claims (2)

1. И. А. Биргер. Расчет резьбовых соединений , М., 1959 г., с. 134-137.

2. Сборник ВПИИМАШ, еери  С-IX, «Полимеры в мащинах, М., 1971 г., с. 58-74.

22

-О

Фиг. 5

А- AnoSepHymo Б- В повернуто Фиг. 4