RU218621U1

RU218621U1 - Flange connection unit of the ship's shafting

Info

Publication number: RU218621U1
Application number: RU2023108969U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Валерьевич Троицкий; Вячеслав Евгеньевич Крюков; Александр Викторович Горшков
Original assignee: Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн"
Filing date: 2023-04-10
Publication date: 2023-06-02

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к фланцевым соединениям с несоосными сквозными отверстиями, преимущественно судовых валопроводов, и может быть использована, например, при стендовых испытаниях судовых двигателей и агрегатов. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности и технологичности соединения фланцев судового валопровода с несоосными отверстиями при отсутствии доступа к коническому участку крепежного элемента. Технический результат достигается тем, что в узле соединения фланцев судового валопровода, содержащем фланцы с несоосными отверстиями, которые соединены между собой крепежными элементами, выполненными по длине с коническим и цилиндрическим участками, при этом конические участки плотно установлены в отверстиях одного фланца, а цилиндрические участки установлены в эксцентриковых элементах, которые вставлены в отверстия другого фланца, в отличие от известного крепежные элементы выполнены в виде пальцев, конический и цилиндрический участки которых выполнены концентрическими, а каждый эксцентриковый элемент выполнен в виде двух эксцентриковых втулок, установленных одна в другой и снабженных упорными буртиками, при этом диаметр отверстий во фланце под цилиндрические участки пальцев больше диаметра отверстий другого фланца под конические участки пальцев.

The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to flange connections with non-aligned through holes, mainly ship shafting, and can be used, for example, in bench tests of ship engines and units. The technical result of the proposed utility model is to increase the reliability and manufacturability of the connection of ship shafting flanges with misaligned holes in the absence of access to the conical section of the fastener. The technical result is achieved by the fact that in the junction of the flanges of the ship's shafting, containing flanges with misaligned holes, which are interconnected by fasteners made along the length with conical and cylindrical sections, while the conical sections are tightly installed in the holes of one flange, and the cylindrical sections are installed in eccentric elements that are inserted into the holes of another flange, in contrast to the known fasteners, they are made in the form of fingers, the conical and cylindrical sections of which are made concentric, and each eccentric element is made in the form of two eccentric bushings installed one inside the other and equipped with thrust collars, in this case, the diameter of the holes in the flange for the cylindrical sections of the fingers is greater than the diameter of the holes in the other flange for the conical sections of the fingers.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к фланцевым соединениям с несоосными сквозными отверстиями, преимущественно судовых валопроводов, и может быть использована, например, при стендовых испытаниях судовых двигателей и агрегатов.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to flange connections with non-aligned through holes, mainly ship shafting, and can be used, for example, in bench tests of ship engines and units.

Известно соединение фланцев судового валопровода призонными цилиндрическими или коническими болтами с несоосными сквозными отверстиями с фиксацией болта корончатой гайкой и шплинтом (ГОСТ 19354-74 Соединения фланцевые судовых валопроводов. Конструкция и размеры).It is known to connect the flanges of a ship's shafting with fitting cylindrical or conical bolts with non-aligned through holes with fixation of the bolt with a castellated nut and cotter pin (GOST 19354-74 Flanged ship shafting connections. Design and dimensions).

Недостатком известного соединения является то, что отверстия в одном фланце могут иметь несоосность с отверстиями другого фланца, а дополнительная обработка отверстий не допускается, это затрудняет монтаж фланцевого соединения без зазора между болтами и поверхностями отверстий и, как следствие, надежную передачу крутящего момента во время работы соединения, а стопорение резьбового соединения одноразовыми шплинтами ограничивает возможный диапазон осевого перемещения болта и увеличивает стоимость работ.The disadvantage of the known connection is that the holes in one flange may be misaligned with the holes of the other flange, and additional hole processing is not allowed, this makes it difficult to install a flange connection without a gap between the bolts and the surfaces of the holes and, as a result, reliable transmission of torque during operation. connections, and locking the threaded connection with disposable cotter pins limits the possible range of axial movement of the bolt and increases the cost of work.

Наиболее близким к предлагаемому является узел соединения деталей, содержащий детали с несоосными отверстиями, которые соединены между собой крепежными элементами, выполненными по длине с двумя участками - коническим и цилиндрическим, при этом конические участки плотно установлены в отверстиях одной детали, а цилиндрические участки установлены в эксцентриковых элементах, которые вставлены в отверстия другой детали (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 236909, F16B 39/28, F16B 39/36, опубл. 03.02.1969. Бюл. №7).Closest to the proposed is the connection of parts containing parts with misaligned holes, which are interconnected by fasteners, made along the length with two sections - conical and cylindrical, while the conical sections are tightly installed in the holes of one part, and the cylindrical sections are installed in eccentric elements that are inserted into the holes of another part (description of the invention to the USSR author's certificate No. 236909, F16B 39/28, F16B 39/36, publ. 03.02.1969. Bull. No. 7).

Крепежный элемент - болт, выполнен по длине с двумя эксцентрично расположенными рабочими участками: коническим и цилиндрическим. Эксцентриковый элемент выполнен в виде втулки с эксцентричным отверстием, вставляемой в отверстие одной из деталей.The fastening element - a bolt, is made along the length with two eccentrically located working sections: conical and cylindrical. The eccentric element is made in the form of a bushing with an eccentric hole inserted into the hole of one of the parts.

Недостатком известного соединения является то, что при соединении деталей подбор положения болта и втулки, компенсирующих несоосность отверстий, необходимо выполнять с поворотом болта, что в случае соединения болта с одной деталью по конической поверхности и отсутствия доступа к его коническому участку выполнить сложно вследствие самозаклинивания болта в коническом соединении даже при незначительной осевой нагрузке. Трудность монтажа известного соединения без зазора между болтами и поверхностями отверстий деталей затрудняет надежную передачу крутящего момента во время работы соединения. Кроме того, изготовление болта с эксцентрично расположенными участками не технологично.The disadvantage of the known connection is that when connecting parts, the selection of the position of the bolt and bushing, which compensate for the misalignment of the holes, must be performed with the rotation of the bolt, which is difficult to perform in the case of connecting the bolt with one part along the conical surface and lack of access to its conical section due to self-jamming of the bolt in conical connection even with low axial load. The difficulty of assembling a known connection without clearance between the bolts and the surfaces of the holes of the parts makes it difficult to reliably transmit torque during operation of the connection. In addition, the manufacture of a bolt with eccentrically located sections is not technologically advanced.

Технической задачей полезной модели является создание беззазорного соединения фланцев судового валопровода с отверстиями, имеющими заранее неизвестную несоосность, обеспечивающего многоразовое соединение фланцев и надежную передачу крутящего момента при отсутствии из-за конструктивных особенностей технологической возможности поворота крепежных элементов в случае соединения их с одним из фланцев по конической поверхности и отсутствия доступа к его коническому участку.The technical task of the utility model is to create a backlash-free connection of ship shafting flanges with holes having a previously unknown misalignment, providing reusable connection of flanges and reliable transmission of torque in the absence due to design features of the technological possibility of turning fasteners in case they are connected to one of the flanges along a conical surface and lack of access to its conical section.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности и технологичности соединения фланцев судового валопровода с несоосными отверстиями при отсутствии доступа к коническому участку крепежного элемента, за счет того, что крепежные элементы, выполнены в виде пальцев с концентрическими цилиндрическим и коническим участками, при этом конические участки установлены в конические отверстия с меньшим диаметром одного фланца, а цилиндрические участки установлены в эксцентриковых элементах, выполненных в виде двух установленных одна в другой эксцентриковых втулок, и установленных в зазор между цилиндрическими участками пальцев и отверстиями другого фланца с большим диаметром отверстий. The technical result of the proposed utility model is to increase the reliability and manufacturability of the connection of the flanges of the ship's shafting with misaligned holes in the absence of access to the conical section of the fastener, due to the fact that the fasteners are made in the form of pins with concentric cylindrical and conical sections, while the conical sections are installed into conical holes with a smaller diameter of one flange, and the cylindrical sections are installed in eccentric elements made in the form of two eccentric bushings installed one inside the other and installed in the gap between the cylindrical sections of the fingers and the holes of the other flange with a large hole diameter.

Технический результат достигается тем, что крепежные элементы, выполненные в виде пальцев предварительно устанавливаются коническими участками в конические отверстия с меньшим диаметром одного фланца в безразличное положение до самозаклинивания, а устранение эксцентриситета отверстий в ответном фланце, при отсутствии из-за конструктивных особенностей технологической возможности поворота пальцев, выполняется поворотом двух эксцентриковых втулок, установленных в зазоры между цилиндрическими участками пальцев и отверстиями ответного фланца с большим диаметром отверстий. The technical result is achieved by the fact that the fasteners, made in the form of fingers, are pre-installed with conical sections in conical holes with a smaller diameter of one flange in an indifferent position until self-jamming, and the elimination of the eccentricity of the holes in the counter flange, in the absence of the technological possibility of turning the fingers due to the design features , is performed by turning two eccentric bushings installed in the gaps between the cylindrical sections of the fingers and the holes of the counter flange with a large hole diameter.

Технический результат достигается тем, что в узле соединения фланцев судового валопровода, содержащем фланцы с несоосными отверстиями, которые соединены между собой крепежными элементами, выполненными по длине с коническим и цилиндрическим участками, при этом конические участки плотно установлены в отверстиях одного фланца, а цилиндрические участки установлены в эксцентриковых элементах, которые вставлены в отверстия другого фланца, в отличие от известного крепежные элементы выполнены в виде пальцев, конический и цилиндрический участки которых выполнены концентрическими, а каждый эксцентриковый элемент выполнен в виде двух эксцентриковых втулок, установленных одна в другой и снабженных упорными буртиками, при этом диаметр отверстий во фланце под цилиндрические участки пальцев больше диаметра отверстий другого фланца под конические участки пальцев.The technical result is achieved by the fact that in the junction of the flanges of the ship's shafting, containing flanges with misaligned holes, which are interconnected by fasteners made along the length with conical and cylindrical sections, while the conical sections are tightly installed in the holes of one flange, and the cylindrical sections are installed in eccentric elements that are inserted into the holes of another flange, in contrast to the known fasteners, they are made in the form of fingers, the conical and cylindrical sections of which are made concentric, and each eccentric element is made in the form of two eccentric bushings installed one inside the other and equipped with thrust collars, in this case, the diameter of the holes in the flange for the cylindrical sections of the fingers is greater than the diameter of the holes in the other flange for the conical sections of the fingers.

Узел соединения фланцев судовых валопроводов поясняется чертежами, на которых изображены The junction of the flanges of ship shafting is illustrated by drawings, which show

фиг.1 - предлагаемое устройство; figure 1 - the proposed device;

фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1fig. 2 - section A-A of Fig. 1

Узел соединения фланцев судового валопровода (фиг.1) содержит два фланца 1 и 2 с несоосными отверстиями, при этом диаметр Д1 отверстий фланца 1 меньше диаметра Д2 отверстий фланца 2, Д2>Д1, что обеспечивает собираемость соединения в случае выхода конического 4 участка пальца 3 внутрь отверстия фланца 2. Если диаметр Д1 отверстий фланца 1 будет больше диаметра Д2 отверстий фланца 2, то конический участок 4 пальца 3 в случае выхода из отверстия фланца 1 уткнется торцевой поверхностью во фланец 2, что в результате не обеспечит самозаклинивание конического 4 участка пальца 3 в отверстии фланца 1 и передачу крутящего момента. Фланцы 1 и 2 через несоосные отверстия соединяются между собой крепежными элементами, которые выполнены в виде пальцев 3, которые имеют по длине два рабочих концентрических участка: конический 4 и цилиндрический 5 и резьбовой конец 6. Конический 4 участок пальца установлен в коническом отверстии фланца 1 без зазора с самозаклиниванием. Цилиндрический 5 участок пальца 3 установлен в цилиндрическом отверстии фланца 2 через эксцентриковый элемент, который выполнен в виде двух эксцентриковых втулок 7 и 8, установленных одна в другой и снабженных упорными буртиками 9 и 10, соответственно, с опорными поверхностями. Втулка 8 расположена во втулке 7 и установлена в зазоре между цилиндрическим участком пальца и внутренней поверхностью отверстия фланца 2. The junction of the flanges of the ship's shafting (figure 1) contains two flanges 1 and 2 with misaligned holes, while the diameter D1 of the holes of the flange 1 is less than the diameter D2 of the holes of the flange 2, D2>D1, which ensures the collection of the connection in the case of the exit of the conical 4 section of the pin 3 inside the hole of the flange 2. If the diameter D1 of the holes of the flange 1 is greater than the diameter D2 of the holes of the flange 2, then the conical section 4 of the pin 3, in the case of exit from the hole of the flange 1, will butt the end surface into the flange 2, which as a result will not ensure self-jamming of the conical 4 section of the pin 3 in the flange hole 1 and torque transmission. Flanges 1 and 2 through non-aligned holes are interconnected by fasteners, which are made in the form of fingers 3, which have two working concentric sections along the length: conical 4 and cylindrical 5 and threaded end 6. Conical 4 section of the finger is installed in the conical hole of the flange 1 without gap with self-jamming. The cylindrical 5 section of the pin 3 is installed in the cylindrical hole of the flange 2 through the eccentric element, which is made in the form of two eccentric bushings 7 and 8, installed one inside the other and provided with thrust collars 9 and 10, respectively, with bearing surfaces. The bushing 8 is located in the bushing 7 and is installed in the gap between the cylindrical section of the pin and the inner surface of the flange hole 2.

Наружная поверхность цилиндрического 5 участка пальцев 3 и внутренняя поверхность отверстий фланца 2 могут иметь различный эксцентриситет Е1. Внутренние отверстия втулок 7 и 8 имеют одинаковый эксцентриситет Е2 (фиг.2), компенсирующий при определенном взаимном положении втулок 7 и 8 эксцентриситет Е1 наружной поверхности цилиндрического 5 участка пальцев 3 и внутренней поверхности отверстий фланца 2. The outer surface of the cylindrical section 5 of the fingers 3 and the inner surface of the holes of the flange 2 may have different eccentricities E1. The inner holes of the bushings 7 and 8 have the same eccentricity E2 (figure 2), compensating for a certain relative position of the bushings 7 and 8 the eccentricity E1 of the outer surface of the cylindrical 5 section of the pins 3 and the inner surface of the flange holes 2.

На резьбовом конце 6 пальца установлен фиксирующий элемент, выполненный, например, в виде гайки 11, который фиксирует положение фланцев 1 и 2 от осевого перемещения и положение втулок 7 и 8 от поворота. On the threaded end 6 of the pin there is a locking element, made, for example, in the form of a nut 11, which fixes the position of the flanges 1 and 2 from axial movement and the position of the bushings 7 and 8 from rotation.

Сборка соединения производится следующим образом. Палец 3 своей конической 4 рабочей частью устанавливается без зазора (плотно) в коническое отверстие фланца 1. Втулки 7 и 8 устанавливаются на цилиндрическую 5 рабочую часть пальца до касания опорной поверхностью упорного буртика 9 торца фланца 2. Путем вращения втулок 7 и 8 на пальце выбирается их такое взаимное положение, при котором обеспечивается компенсация эксцентриситета Е1 пальца и отверстия диаметром Д2 фланца 2, и совместное погружение втулок 7 и 8 в отверстие фланца 2 до упора опорной поверхностью упорного буртика 9 в торец фланца 2, после чего втулки 7 и 8 разворачиваются в противоположные стороны в отверстии фланца 2 до устранения остаточных радиальных зазоров. Поворот втулок 7 и 8 выполняют за упорные буртики 9 и 10, соответственно, до получения их взаимного положения, компенсирующего несоосность отверстий во фланцах 1 и 2. The connection is assembled as follows. Finger 3 with its conical 4 working part is installed without a gap (tightly) in the conical hole of the flange 1. Bushings 7 and 8 are installed on the cylindrical 5 working part of the finger until the support surface of the thrust shoulder 9 touches the end of the flange 2. By rotating the bushings 7 and 8 on the finger is selected their mutual position, which provides compensation for the eccentricity E1 of the pin and the hole with a diameter of D2 of the flange 2, and the joint immersion of the bushings 7 and 8 into the hole of the flange 2 until it stops with the supporting surface of the thrust shoulder 9 in the end of the flange 2, after which the bushings 7 and 8 turn into opposite sides in the hole of the flange 2 until the residual radial clearances are eliminated. The rotation of the bushings 7 and 8 is performed by the thrust collars 9 and 10, respectively, until their mutual position is obtained, which compensates for the misalignment of the holes in the flanges 1 and 2.

Сборка пальцев 3 и втулок 7 и 8 фиксируется от осевого перемещения и вращения гайками 11, контактирующими с втулками 7 и 8 и имеющими, дополнительно, например, контровочные отверстия, обеспечивающие стопорение гаек 11 проволокой. Фиксация фланцевого соединения производится затяжкой гайки 11, контактирующей с втулкой 8, на резьбовом конце 6 пальца 3 до устранения зазоров между фланцами 1 и 2. Стопорение гайки 11 может производиться, например, шплинтами или проволокой через контровочные отверстия.The assembly of pins 3 and bushings 7 and 8 is fixed from axial movement and rotation by nuts 11 that are in contact with bushings 7 and 8 and have, in addition, for example, locking holes that ensure locking of nuts 11 with wire. The flange connection is fixed by tightening the nut 11, which is in contact with the sleeve 8, on the threaded end 6 of the pin 3 until the gaps between the flanges 1 and 2 are eliminated. The nut 11 can be locked, for example, with cotter pins or wire through the locking holes.

Разборка соединения производится следующим образом. The disassembly of the connection is carried out as follows.

Производится демонтаж гаек 11 с пальцев 3. Выполняется взаимный разворот втулок 7 и 8 для ослабления эксцентрикового зажима между ними. Из отверстия фланца 2 диаметром Д2 выпрессовывается втулка 7, после чего вынимается втулка 8. Палец выпрессовывается из отверстия фланца 1 диаметром Д1.Nuts 11 are dismantled from fingers 3. Mutual reversal of bushings 7 and 8 is performed to loosen the eccentric clamp between them. A sleeve 7 is pressed out of the flange hole 2 with a diameter of D2, after which the sleeve 8 is removed. The finger is pressed out of the flange hole 1 with a diameter of D1.

Устройство для соединения судовых валопроводов работает следующим образом.The device for connecting ship shafting works as follows.

При работе узла крутящий момент передается пальцами 3, установленными без зазора в конических отверстиях фланца 1, через втулки 7 и 8, установленные в отверстиях фланца 2 в положении, устраняющем остаточные зазоры в соединении. При этом нагрузка распределяется между всеми пальцами соединения, и обеспечивается надежная передача крутящего момента.During operation of the assembly, the torque is transmitted by fingers 3 installed without a gap in the conical holes of the flange 1 through bushings 7 and 8 installed in the holes of the flange 2 in a position that eliminates residual gaps in the connection. In this case, the load is distributed between all the fingers of the connection, and a reliable transmission of torque is ensured.

Предложенный узел соединения фланцев судового валопровода был использован при соединении фланцев агрегата и трансмиссии судового валопровода при стендовых испытаниях судовых агрегатов. Использование предложенного соединения позволило выполнить многократный монтаж фланцевого соединения без зазора между крепежными элементами и несоосными отверстиями фланцев и, вследствие этого, обеспечить надежную передачу крутящего момента во время испытаний.The proposed junction of the flanges of the ship's shafting was used when connecting the flanges of the unit and the transmission of the ship's shafting during bench tests of ship's units. The use of the proposed connection made it possible to perform multiple mounting of the flange connection without a gap between the fasteners and the misaligned holes of the flanges and, as a result, ensure reliable transmission of torque during testing.

Claims

The assembly of the flanges of the ship's shafting, containing flanges with misaligned holes, which are interconnected by fasteners made along the length with conical and cylindrical sections, while the conical sections are tightly installed in the holes of one flange, and the cylindrical sections are installed in eccentric elements that are inserted into holes of another flange, characterized in that the fasteners are made in the form of fingers, the conical and cylindrical sections of which are made concentric, and each eccentric element is made in the form of two eccentric bushings installed one inside the other and equipped with thrust collars, while the diameter of the holes in the flange under the cylindrical sections of the fingers are larger than the diameter of the holes of the other flange for the conical sections of the fingers.