Способ закрепления изделий

 

Изобретение относится к области машиностроения, когда требуется обеспечить свободу тепловых деформаций изделий. Способ закрепления изделий заключается в сопряжении опорных узлов изделия с соответствующими им опорными узлами основания, при котором один из опорных узлов изделия закрепляют неподвижно относительно опорных узлов основания, а в опорных узлах изделия, лежащих на линиях, которые пересекают неподвижный опорный узел изделия, накладывают механические связи, обеспечивающие возможность линейных перемещений опорных узлов изделия относительно опорных узлов основания вдоль упомянутых линий. Начало декартовой прямоугольной системы координат совмещают с неподвижным опорным узлом изделия. Одну из координатных плоскостей совмещают с плоскостью, на которой лежат опорные узлы изделия, а образующие эту координатную плоскость координатные оси совмещают с линиями, пересекающими неподвижный опорный узел изделия, на которых находится как можно большее количество опорных узлов изделия, но не менее одного, кроме неподвижного, на каждой из линий, совмещенной с соответствующей координатной осью. Затем в опорных узлах изделия, не лежащих на линиях, совмещенных с упомянутыми координатными осями, накладывают механические связи, обеспечивающие возможность их линейных перемещений относительно соответствующих им опорных узлов основания в упомянутой координатной плоскости. В результате обеспечивается свобода тепловых деформаций протяженных изделий в плоскости сопряжения опорных узлов изделия и основания, когда направление тепловых потоков заранее неизвестно или температурное поле неоднородно. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, когда требуется обеспечить свободу тепловых деформаций изделий.

Известен способ для крепления лап машин и агрегатов, нагревающихся при работе, в соответствие с которым одну из лап или ряд лап, расположенных в линию, закрепляют жестко, а остальным придают свободу перемещения. Крепление лап производится фундаментными болтами, пропущенными через пазы, большие оси которых совпадают с направлением термического расширения корпуса (Орлов П.И. Основы конструирования. Кн. 1. - М.: Машиностроение, 1977 г., стр.379, 380, рис.254).

В указанном способе решается задача обеспечения свободы тепловых деформаций корпуса машины или агрегата в направлении, в котором тепловые потоки превалируют. При закреплении континуальных или рамных конструкций, имеющих протяженные размеры, в силу многовариантности направлений возможных перемещений такая техника закрепления неприемлема.

В качестве прототипа принят способ закрепления каркаса в случае его непрерывного опирания на грунт или фундамент, реализуемый при помощи одной неподвижной и сетью качающихся опор (В.С.Поляк, Э.Я.Бервалдс. Прецизионные конструкции зеркальных радиотелескопов. Рига: Зинатне, 1990 г., стр.143, рис.3.55). Неподвижная опора является полюсом тепловых деформаций, остальные опоры каркаса имеют возможность линейных и угловых перемещений относительно опор фундамента в плоскости лучей, исходящих из полюса.

В указанном способе решается задача температурной развязки между каркасом рефлектора и фундаментом в однородном поле температур. Способ не позволяет обеспечить температурную развязку при неоднородном тепловом поле или при определенной направленности теплового потока, например вдоль каркаса.

Задачей изобретения ставится обеспечение свободы тепловых деформаций протяженных изделий в плоскости сопряжения опорных узлов изделия и основания, когда направление тепловых потоков заранее неизвестно или температурное поле неоднородно.

Решение поставленной задачи достигается способом закрепления изделий, заключающимся в сопряжении опорных узлов изделия с соответствующим им опорными узлами основания, при котором один из опорных узлов изделия закрепляют неподвижно относительно опорных узлов основания, а в опорных узлах изделия, лежащих на линиях, которые пересекают неподвижный опорный узел изделия, накладывают механические связи, обеспечивающие возможность линейных перемещений опорных узлов изделия относительно опорных узлов основания вдоль упомянутых линий, при этом начало декартовой прямоугольной системы координат совмещают с неподвижным опорным узлом изделия, одну из координатных плоскостей совмещают с плоскостью опорных узлов изделия, а образующие эту координатную плоскость координатные оси совмещают с линиями, пересекающими неподвижный опорный узел изделия, на которых находятся как можно большее количество опорных узлов изделия, но не менее одного, кроме неподвижного, на каждой из линий, совмещенной с соответствующей координатной осью, а затем в опорных узлах изделия, не лежащих на линиях, совмещенных с упомянутыми координатными осями, накладывают механические связи, обеспечивающие возможность их линейных перемещений относительно соответствующих им опорных узлов основания в упомянутой координатной плоскости.

На фиг.1 и 2 показаны примеры закрепления изделия, поясняющие суть способа.

Изделие 1 закрепляют относительно основания 2 путем сопряжения опорных узлов изделия 3а...3е с ответными им опорными узлами основания 4а...4е и наложения в них механических связей 5, 6 и 7 описанным ниже способом.

Исходя из конструкционных условий, выбирают один из опорных узлов изделия 3а и помещают в нем начало воображаемой декартовой прямоугольной системы координат OXYZ. В части ориентации координатных осей указанную систему координат накладывают на изделие произвольно, например, так, что одну из координатных плоскостей OXY совмещают с плоскостью опор изделия 3а...3е, а координатные оси, образующие указанную координатную плоскость, совмещают с линиями, пересекающими неподвижный узел, на которых располагается, по возможности, как можно большее количество опорных узлов изделия. На каждой из линий, совмещенной с соответствующей координатной осью, должно располагаться не менее одного опорного узла, кроме неподвижного, что является необходимым условием осуществления способа. Механические связи 5, 6 и 7, ограничивающие линейные перемещения в опорах изделия, накладывают в произвольном порядке, обеспечивая неподвижность в опорном узле 3а; возможность линейных перемещений в опорном узле 3е вдоль координатной оси ОХ и возможность линейных перемещений в опорных узлах 3б и 3в вдоль координатной оси OY относительно соответствующих им опорных узлов основания.

В опорных узлах изделия 3г и 3д, не лежащих на линиях, совмещенных с координатными осями ОХ и OY, механические связи накладывают так, чтобы обеспечить возможные линейные перемещения указанных опорных узлов изделия относительно соответствующих опорных узлов основания в координатной плоскости OXY.

Примеры закрепления изделия, показанные на фиг.1 и 2, отличаются выбором неподвижного узла изделия, при этом способ закрепления осуществляется аналогичным образом.

При закреплении таким образом изделия 1 любое его сечение, расположенное вне координатных плоскостей OXZ и OYZ и параллельное соответствующим координатным плоскостям, будет иметь возможность свободного перемещения при деформациях, вызванных изменением температур. Например, при тепловых потоках вдоль одной из координатных осей ОХ или OY тепловые деформации изделия относительно опорных узлов, лежащих на соответствующих им упомянутых координатных осях, не стеснены. В иных случаях воздействия тепловых потоков в силу принципа суперпозиции тепловые деформации изделия осуществляются вдоль направлений тепловых потоков, которые всегда можно разложить на составляющие части, параллельные упомянутым выше координатным осям, вдоль которых тепловые деформации не стеснены. В любом случае наложение механических связей описанным выше способом позволяет как бы "проскальзывать" или "перекатываться" изделию по основанию, в зависимости от конструктивного исполнения опорных узлов.

Количество опорных узлов изделия и основания не влияет на реализацию способа и определяется, например, критичностью пролетов изделия по условиям прочности при эксплуатации.

Таким образом, закрепление изделий предлагаемым способом позволяет решить поставленную задачу обеспечения свободы тепловых деформаций изделий относительно основания при любых направлениях тепловых потоков или неоднородностях теплового поля.

Формула изобретения

Способ закрепления изделий, заключающийся в сопряжении опорных узлов изделия с соответствующими им опорными узлами основания, при котором один из опорных узлов изделия закрепляют неподвижно относительно опорных узлов основания, а в опорных узлах изделия, лежащих на линиях, которые пересекают неподвижный опорный узел изделия, накладывают механические связи, обеспечивающие возможность линейных перемещений опорных узлов изделия относительно опорных узлов основания вдоль упомянутых линий, отличающийся тем, что начало декартовой прямоугольной системы координат совмещают с неподвижным опорным узлом изделия, одну из координатных плоскостей совмещают с плоскостью на которой лежат опорные узлы изделия, а образующие эту координатную плоскость координатные оси совмещают с линиями, пересекающими неподвижный опорный узел изделия, на которых находятся как можно большее количество опорных узлов изделия, но не менее одного, кроме неподвижного, на каждой из линий, совмещенной с соответствующей координатной осью, а затем в опорных узлах изделия, не лежащих на линиях, совмещенных с упомянутыми координатными осями, накладывают механические связи, обеспечивающие возможность их линейных перемещений относительно соответствующих им опорных узлов основания в упомянутой координатной плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2