УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ
JOINT UNIT

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к соединительным устройствам, обеспечивающим соединение и разъединение двух деталей без доступа к стыку.
Известно замковое соединение цилиндрических деталей, содержащее охватываемую и охватывающую детали с совмещенными канавками на обращенных одна к другой поверхностях и разрезное пружинное кольцо, размещенное между соединяемыми деталями в оппозитно расположенных канавках (см. авт. СССР №1670207, кл. F16B 21/18, 1991 г.).
К недостаткам данного замкового соединения следует отнести ограниченную возможность осевых смещений деталей, а также необходимость приложения осевых усилий для соединения деталей.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является узел соединения, содержащий охватываемую цилиндрическую и охватывающую детали, установленные с возможностью упора одна в другую и выполненные с оппозитными канавками на взаимообращенных поверхностях, в которых размещены взаимодействующие между собой стопорное разрезное кольцо растяжения с конической внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности дна канавки охватываемой детали, и дополнительное разрезное кольцо, выполненное из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), и имеющие в исходном положении наружный диаметр, не превышающий наружный диаметр охватываемой детали (см. патент РФ №2167346, кл. F16B 21/18,2001 г.).
Недостатками этого узла соединения являются:
- необходимость использования второго кольца с ЭПФ при разъединении деталей, что повышает стоимость узла соединения;
- увеличенная металлоемкость конструкции, связанная с использованием второго кольца с ЭПФ и увеличением продольных размеров узла соединения.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и снижение стоимости узла соединения.
Указанный технический результат достигается тем, что в узле соединения, содержащем охватываемую цилиндрическую и охватывающую детали, установленные с возможностью упора одна в другую и выполненные с оппозитными канавками на взаимообращенных поверхностях, в которых размещены взаимодействующие между собой стопорное разрезное кольцо растяжения с конической внутренней поверхностью, конгруэнтной наружной поверхности дна канавки охватываемой детали, и дополнительное разрезное кольцо, выполненное из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), и имеющие в исходном положении наружный диаметр, не превышающий наружный диаметр охватываемой детали, согласно изобретению, дополнительное разрезное кольцо из материала с ЭПФ зафиксировано от осевого перемещения относительно стопорного разрезного кольца фиксаторами и своей торцевой частью жестко соединено с торцевой частью охватываемой детали, при этом дополнительное кольцо выполнено со стороны стопорного кольца с удлиненными в поперечном сечении каналами для размещения фиксаторов.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что опорный торец охватываемой детали для дополнительного кольца выполнен съемным, причем внутренний диаметр его соответствует минимальному диаметру стопорного кольца в исходном положении.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид узла соединения в рабочем положении; на фиг.2 - вид кольца из материала с ЭПФ со стороны торца; на фиг.3 - вид А на фиг.2 (кольцо в рабочем положении).
Узел соединения содержит соосно установленные охватывающую 1 и охватываемую 3 детали, опирающиеся одна в другую по стыку 5. На взаимообращенных поверхностях деталей 1 и 3 выполнены оппозитные кольцевые канавки соответственно 2 и 4, причем канавка 4 в охватываемой детали имеет коническое дно 8. В полости совмещенных канавок 2 и 4 расположено стопорное разрезное кольцо растяжения 6, которое при осевом перемещении в сторону меньшего основания кольцевой канавки 4 оказывает радиальное давление на коническую поверхность 8. Стопорное кольцо 6 посредством фиксаторов 13 жестко соединено с дополнительным кольцом 9, выполненным из материала с ЭПФ и обеспечивающим при изменении его формы перемещение стопорного кольца 6 вдоль продольной оси соединяемых деталей 1 и 3 до его упора меньшей торцевой поверхностью 10 в торцевую поверхность 11 кольцевой канавки 2 охватывающей детали 1. Дополнительное кольцо 9 с противоположной стороны жестко соединено с опорным торцом 14 охватываемой детали 3 для него, выполненным съемным для обеспечения удобства монтажа и демонтажа колец 6 и 9. При этом внутренний диаметр опорного торца 14 выполнен соответственно минимальному диаметру стопорного кольца 6 в исходном (свободном) положении.
Узел соединения работает следующим образом. В кольцевой канавке 4 охватываемой детали 3 устанавливают заранее жестко соединенные между собой стопорное 6 и дополнительное кольца 9 из материала с ЭПФ и съемный опорный торец 14 охватываемой детали 3. В исходном положении перед соединением деталей 1 и 3 стопорное 6 и дополнительное 9 кольца расположены в кольцевой канавке 4 таким образом, что их наружные диаметра не выступают за диаметр наружной поверхности охватываемой детали 3. В рабочем положении дополнительное кольцо 9 имеет волнообразную форму (см. фиг.3), причем дополнительное кольцо 9 соединено со стопорным кольцом 6 и съемным опорным торцом 14 вершинами волн. Это положение колец 6 и 9 жестко фиксируют штифтами 13, которые устанавливают в совмещенных каналах 12 колец 6 и 9, причем каналы 12 в дополнительном кольце 9 имеют продолговатую форму (см. фиг.2 и 3). Форму каналов 12 выбирают соответственно траектории движения фиксаторов 13, размещенных в каналах стопорного кольца 6 при его осевом и радиальном перемещениях. С другой стороны дополнительное кольцо 9 жестко соединяют со съемным торцом 14. После этого деталь 1 надевают на деталь 3 до их взаимного соприкосновения по стыку 5 и нагревают дополнительное кольцо 9 до температуры восстановления его волнистой формы. При этом дополнительное кольцо 9 перемещает стопорное разрезное кольцо 6 по конической поверхности 8 благодаря конгруэнтной форме его внутренней поверхности 7. Стопорное кольцо 6 при перемещении по конической поверхности 8 расширяется, увеличиваясь в диаметре, и в крайнем положении упирается своей меньшей торцевой поверхностью 10 в торцевую поверхность кольцевой канавки 2 охватывающей детали 1. Это обеспечивает надежное соединение деталей 1 и 3.
Для разъединения узла используют дополнительное кольцо 9 с реверсивным эффектом памяти, когда материал при одной форме «вспоминает» одну форму, а при другой температуре - другую. Благодаря этому при нагреве кольца 9 до заданной температуры оно переводится в исходное положение, т.е. кольцо сжимается в осевом направлении. При этом благодаря жесткой связи кольца 9 с опорным торцом 14 кольцо 9 подтягивается к опорному торцу 14 и подтягивает туда же и соединенное с ним стопорное кольцо 6. При этом стопорное кольцо 6, перемещаясь вдоль конической поверхности 8 в сторону большей торцевой поверхности кольцевой канавки 4, сжимается, уменьшаясь в диаметре, и благодаря этому оно выходит из кольцевой канавки 2 и освобождает охватываемую деталь 3 от охватывающей детали 1.
Применение предложенного устройства исключает необходимость использования второго кольца с ЭПФ при разъединении деталей, что уменьшает стоимость узла соединения, кроме того, предложенное устройство имеет более компактную конструкцию, что в ряде случаев имеет существенное значение.