СБОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ

Полезная модель относится к системам крепления элементов сборных конструкций, и может быть использована, например, в тяжелом и среднем машиностроении, в частности, для фланцевого соединения крышки гидрогенератора с его корпусом.
Как наиболее близкое к предлагаемому решению выбрано устройство (прототип), включающее соединяемые детали сборной конструкции, скрепленные между собой системой болтов с гайками, предварительно затянутых с усилием, соответствующим расчетной эксплуатационной нагрузке сборной конструкции [А.В.Кузьмин, И.М.Чернин, Б.С.Козинцов, Расчеты деталей машин справочное пособие, Минск: Вышэйшая Школа, 1986, с. 54-56]. В рабочем режиме каждый из стержневых резьбовых элементов воспринимает примерно одинаковую нагрузку.
Основным недостатком прототипа является возможность возникновения аварийных ситуаций, связанных с разрушением резьбовых элементов, что может быть вызвано, например, дефектами и усталостью материала резьбовых элементов, затрудненностью контроля их состояния.
Задача, решаемая полезной моделью, - повышение надежности конструкции. Достигаемый технический результат - создание резервной дублирующей системы крепления соединяемых деталей.
Поставленная задача решается следующим образом. Сборная конструкция включает соединяемые детали, скрепленные между собой системой стержневых резьбовых элементов, предварительно затянутых с усилием, соответствующим расчетной эксплуатационной нагрузке сборной конструкции. От прототипа предлагаемое решение отличается тем, что содержит дублирующую систему стержневых резьбовых элементов, свободно установленных в конструкции, прочностные характеристики этой системы соответствуют упомянутой расчетной эксплуатационной нагрузке. В качестве стержневых резьбовых элементов могут использоваться болты с гайками или шпильки с гайками.
Сущность решения поясняется примером реализации и Фигурой, на которой представлен фрагмент сборной конструкции. На Фигуре обозначено: 1,2- соединяемые детали, 3 - один из болтов системы (основной системы), состоящей из нескольких стержневых резьбовых элементов, предварительно затянутых с усилием, соответствующим расчетной эксплуатационной нагрузке сборной конструкции, 4 - один из болтов дублирующей системы стержневых резьбовых элементов. Болты 4 свободно, без натяга или даже с небольшим зазором, установлены в конструкции. Количество болтов 4, их размеры, материал, выбираются из условия соответствия прочностных характеристик этой дублирующей системы расчетной эксплуатационной нагрузке.
В рабочем режиме каждый из предварительно затянутых болтов 3 основной системы воспринимает примерно одинаковую нагрузку. Болты 4 дублирующей системы не воспринимают эксплуатационную нагрузку.
Вследствие действия эксплуатационной нагрузки в предварительно затянутых резьбовых элементах накапливаются усталостные деформации и напряжения. В результате, прочностные характеристики сборной конструкции существенно падают, что приводит к разрушению отдельных резьбовых элементов и, в конечном итоге, к разрушению всей основной системы резьбовых элементов. Разрушение основной системы приводит к размыканию стыка соединяемых деталей или к возникновению дополнительных зазоров. В этом случае возникает натяг на стержневых резьбовых элементах дублирующей системы, и они начинают воспринимать эксплуатационную нагрузку. В них нет усталостных деформаций и напряжений, и их прочностные характеристики соответствуют упомянутой расчетной эксплуатационной нагрузке. В результате устраняется дальнейшее разрушение сборной конструкции. Разрушенные резьбовые элементы основной системы могут быть заменены при очередной проверке состояния конструкции.
Все сказанное выше распространяется на другие резьбовые элементы, например, шпильки с болтами.
Таким образом, создание резервной дублирующей системы крепления соединяемых деталей уменьшает риск нарушения целостности сборной конструкции, что повышает ее надежность.