Концевая заделка трубы гребного вала из композиционного материала

 

(19) КЦ (11) (5Ц 5 В 63 Н 23 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ь>

CO

CO Э 4

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4935213/11 (22) 07.05.91 (46) 30.1093 Ееп. Йя 39-40 (71) Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения (72) Кашин АС„ Черниченко 8А; Разин АФ.

Майоров Б.Г. (73) Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения (54) КОНЦЕВАЯ ЗАДЕЛКА ТРУБЫ ГРЕБНОГО

ВАЛА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование: в судостроении Сущность изобретения: концевая заделка содержит хвостовую часть 1 толстостенной трубы из композиционного материала, армирующую втулку 2 в ее центральном отверстии, наружную обойму 3, напрессованную, на хвостовую часть 1, фиксирующую резьбовую втулку 4, ввернутую в осевое резьбовое отверстие обоймы 3 до упора в торец армируюи(ей втулки 2 и скрепленную с ней с помощью болта б.

Хвостовая часть 1 трубы, армирующая втулка 2 и наружная обойма 3 скреплены между собой с помощью радиально установленных резьбовых стержней 7. 1 ил.

2UUiUZ7

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано 0 гребных валах, а именно в концевых заделках их труб под посадку гребного винта.

Известна концевая заделка трубы гребного вала из композиционного материала, содержащая армирующую втулку, установленную в центральное отверстие хвостовой части трубы, выполненной по форме усеченного конуса, наружную обойму, напрессованную на хвостовую часть трубы, и фиксирующие элементы.

Известная законцовка обладает недостаточной надежностью, так как при действии комбинированных и знакопеременных нагрузок возникает релаксация элементов и связей и снижается контактное давление по сопрягаемым поверхностям, что приводит к ослаблению всего узла. !ель изобретения — повышение надежности концевой заделки эа счет уменьшения влияния релаксации.

Указанная цель достигается тем, что в известной концевой заделке трубы гребного вала из композиционного материала, содержащей армирующую втулку, установленную в центральное отверстие хвостовой части трубы, выполненной по форме. усеченного конуса, наружную обойму, напрессованную на хвостовую часть трубы, и фиксирующие элементы, согласно изобретению, фиксирующие элементы включают в себя резьбовую втулку, болт и цилиндрические или конические реэьбовые стержни, причем резьбовая втулка ввернута в осевое реэьбовое отверстие обоймы с кормового ее конца до упора в торцы армирующей втулки и хвостовой части трубы, а болт установлен во внутреннюю часть обоймы и ввернут в осевое реэьбовое отверстие армирующей втулки, при этом в наружной обойме, хвостовой части трубы и армирующей втулке выполнены соосные радиальные резьбовые отверстия для ввертывания в них упомянутых реэьбовых стержней, Отличительными признаками концевой заделки являются наличие фиксирующих элементов, включающих резьбовую втулку, болт и цилиндрические или конические резьбовые стержни, установка резьбовой втулки путем ввертывания в осевое реэьбовое отверстие обоймы с кормового ее конца до упора в торцы армирующей втулки и хвостовой части трубы. установка болта во внутреннюю часть обоймы и его ввинчивание в осевое реэьбовое отверстие армирующей втулки, выполнение соосных радиальных реэьбовых отверстий в наружной обойме, хвостовой части трубы и армирующей втулке для ввертывания в них реэьбовых стержней.

На чертеже изображена концевая заделка трубы гребного вала, продольный разрез.

Концевая заделка содержит хвостовую часть 1 трубы гребного вала иэ композиционного материала, выполненную по форме усеченного конуса, армирующую втулку 2, 1О установленную в центральное отверстие хвостовой части 1 трубы, наружную обойму

3, запрессованную на хвостовую часть 1 трубы, реэьбовую втулку 4, ввернутую в осевое резьбовое отверстие обоймы 3 с кормового

"5 ее конца до упора о торцы 5 армирующей втулки 2 и хвостовой части 1 трубы. Реэьбовая втулка 4 скреплена с армирующей втулкой 2 с помощью резьбового элемента— болта 6. Обойма 3, хвостовая часть 1 трубы

2О и армирующая втулка 2 скреплены установленными в их соосно расположенные радиальные реэьбовые отверстия цилиндрическими резьбовыми стержнями 7. Сборку концевой заделки осуществляют следующим

25 образом.

Производят намотку трубы вала на армирующую втулку, используемую в качестве оправки. Торцуют вал, протачивают конус под обойму. Напрессовывают обойму с про3О точенным внутренним конусом и цилиндрической наружной поверхностью через клей расчетным усилием на хвостовую часть трубы, выполненную по форме усеченного конуса, Вскрывают радиальные отверстия во

35 втулке, хвостовой части трубы и обойме, нарезают резьбу и устанавливают на клей по резьбе радиальные стержни. Затем вворачивают с расчетным усилием резьбовую втулк,. и болт-пробку. Протачивают посадоч40 ный конус по наружной поверхности обоймы.

Концевая заделка работает следующим образом. Крутящий момент от двигателя (не показан) по трубе вала, выполненной из

45 композиционного материала, передается ее хвостовой части, выполненной по форме усеченного конуса, а от нее обойме, втулке и радйальным стержням. Последние, будучи зафиксированными со слоями хвостовой части трубы под контактным давлением, воспринимают крутящий момент как слои, принадлежащие конусу хвостовой части, и передают его на ступицу винта. Осевые нагрузки передаются в обратном направлении.

В концевой заделке хвостовая часть трубы выполнена за одно целое с трубой иэ композиционного материала на основе высокомодульного волокна (графитового, углеродного или стеклянного) и эпоксидной или

2001827

Составитель Л.Молчанова

Редактор Т,Павловская Техред М.Моргентал . Корректор М,Ткач

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушскэя наб., 4/5

Заказ 3150

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина. 101 полиэфирной смолы методом намотки и имеет слоистую структуру.

Для противодействия межслойной релаксации элементов в концевой заделке, уменьшения ее влияния нэ надежность соединения использовано объемное сжатие трубы, ее продольная и поперечная фиксация, что достигается введением резьбовой втулки, фиксирующей взаимное положение элементов заделки в осевом направлении, и скреплением обоймы, хвостовой части трубы и эрмирующей втулки цилиндрическими или коническими резьбовыми стержнями, фиксирующими их положение в радиальном направлении.

Использование витков резьбы нэ стержнях и витков резьбы в отверстиях скрепляемых деталей обеспечивает надежную фиксацию слоев композита трубы в пОпеФормула изобретения

КОНЦЕВАЯ ЗАДЕЛКА ТРУБЫ ГРЕБНОГО ВАЛА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО

МАТЕРИАЛА, содержащая армирующую втулку, установленную в центральное отверстие хвостовой части отрубы. выполненной по форме усеченного конуса, наружную обойму. напрессовэиную на хвостовую часть трубы, и фиксирующие элементы, отличающаяся тем, что фиксирующие элементы включают в себя резьбовую втулку, болт и цилиндрические речном направлении. Использование резьбы для соединения армирующей и реэьбовой втулок обеспечивает надежность фиксации элементов узла в осевом направ5 .лении.

Таким образом, для хь,"стовой части трубы гребного вала из композиционного материала в концевой заделке создается постоянное по времени и величине оптималь10 ное объемное сжатие с четкой фиксацией ее слоев между собой и относительно элементов обжэтия, благодаря чему обеспечивается многоразовая съем-насадка винта беэ измееения геометрии узла цосадяи.

15 (56) Schlappi H.Ñ. Comment@ ое "Composite

Shafting for Naval Peepulsloh en 3lsterns" by

G.F. Wllhehttl et al.//Naval Епфпеегз

Journal, 1988, 3uIy, р.77-75; fly.3.

20 или конические резьбевые стержни, причем резьбовая втулка ввернув в осевое резьбовое отверстие обоймы с кормового

25 ее конца до фюрэ в торцы армирующей втулки и хвостовой части трубы. а болт установлен во внутреннюю часть обоймы и ввернут в осевое рваьбам@ квверстие врмирующей втулки, при этом в наружной

30 обойме, хвостовой части трубы и эрмирующей втулке выполнены соосные радиальные резьбовые отверстия для ввертывания в них упомянутых резьбовых стержней.