Способ изготовления резьбового соединения с переменным шагом резьбы

Способ изготовления резьбового соединения с переменным шагом резьбы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф (21 ) 3782029/25-08 (22) 18. 08. 84 (46) 23.03.86. Бюл. М 11 (72) В.И. Горелов, Г.И.Быковцев и В.Ф«Кузнецов (53) 621.924.6(088.8) (56) Патент США У 4346920, кл. F 16 1 15)00, опублик. 1982. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ С ПЕРЕМЕННЫМ ШАГОМ

РЕЗЬБЫ, включающий нарезание резъбы на элементах соединения с постоянным шагом и профилем, свинчивание элементов соединения и последующее получение переменного шага, о т л и ч а—. SU„„1219280 R (51) 4 В 23 С 1/00 ю шийся тем, что, с целью упрощения изготовления и повышения коррозийной стойкости соединения, получение переменного шага осуществляют свинчиванием с осевым усилием. меньшим, чем усилие, вызывающее пластические деформации по виткам резьбы, затем нагревают соединение при температуре, не превышающей температуры, при которой происходят структурные изменения вметалле в течение времени, при котором деформация ползучести становится равной упругой деформации, возникающей от эксплуатационных нагрузок.

Осевая сила, действуящая на резьбовое соединение„ при повышенных температурах вызовет полэучесть тел болта, гайки и витков резьбы, а также релаксацию напряжений в концентраторах, образовавшихся во впадинах резьбы. Неравномерность нагрузки по виткам вызовет неравномерность остаточной деформации ползучести. Так как деформация палзучести нелинейным образом зависит от напряжений, то наибольшие остаточные деформации накапливаются на первых витках резьбы, а нагрузка с первых витков автоматически передается соседним. Этот процесс продолжается до полного выравнивания нагрузки по всем виткам резьбы. После разгрузки резьбавое соединение будет иметь необходимые переменный шаг и профиль витков, Когда соединение подвергается расчетной осевой нагрузке в условиях эксплуатации, все витки, находящиеся в зацеплении, нагружаются равномерно.

1 12

Изобретение относится к способам изготовления резьбовых соединений и может быть использовано в любых отраслях техники для соединений, реботающих в динамическом режиме нагрузок, например в нефтяной и газовой промышленности, для изготовления соединений бурильных труб.

Цель изобретения — упрощение изготовления соединения путем свинчивания его с регламентироьанным усилием и нагревом и повышение коррозийной стойкости соединения путем снижения свободной энергии его материала.

Способ осуществляется следующим образом.

Элементы резьбоваго соединения свинчивают с регламентированным усилием затяжки „ Осевое усилие от затяжки должно быть меньше, чем усилие, вызывающее пластические деформации по виткам резьбы. Собранную конструк— цию помещают в нагревательное устройство и нагревают до температуры, не превышающей температуры, при которой возможны структурное изменение в металле и ухудшение механических свойств „

Время выдержки регламентируется де формацией ползучести, которая должна пройти по виткам резьбы и ее суммарная величина должна быть не меньше, чем упругая деформация резьбы, вызо ванная максимальной эксплуатационной нагрузкой.

Изменение шага рассмотрим на примере замкового соединения труб в случае растянуто-о ниппе.тя и сжатой муфты Наибольшее растягивающее усилие в ниппеле приходится на первый виток у основания конуса. Два соседних витка деформируются неравномерна. Остаточная деформация у первого витка. больше, чем у второго. Пасйе разгрузки шаг у витков уменьшается по сравнению с начальньгм, Такой эффект наблюдается у всех витков, на, приближаясь к вершине конуса, шаг постепенно увеличивается до первоначального. В муфте, находящейся в сжатом состоянии, процесс ползучести происходит в обратном порядке. Наибольший шаг резьбы после разгрузки имеют витки, расположенные у основания.

Изобретение позволяет выравнять нагрузку по виткам резьбы. Так при 17 витках в замковом соединении нагрузка на первый виток составит 0,06 от действующей. Уменьшение нагрузки в

7,5 раз при усталостном режиме нагрузки резко увеличит долговечность

peeü6îâ0ão соединения.

Кроме этого, материал, подвергнутый высоким давлениям при высоких температурах, обладает пониженной свободной энергией. Злектрохимическая природа коррозии непосредственна связана сс свободной энергией, с понижением последней снижается способность материала к коррозии. Деформации ат контактных напряжений, возникающие на плоскости витка в условиях ползучести, являются объемными.

Поверхностные слои материала находятся в условиях, близких к условиям всестораннега сжатия.

Таким образом,. сопряженные слои материала витков приобретают пониженную свободную энергию, следовательно, и пониженную способность к коррозии.

Способ мажет быть применен для изготовления закаленных резьбовых соединений. Операции нагрева под закалку и на ползучесть в этом случае совмещают. Нарезание резьбы производят в элементах соединения, находящихся в отложенном состоянии.

Элементы соединения свинчивают с определенным усилием затяжки и подвергают их к традиционной закалке. Так как температура закалки достаточно высокая, та время выдержки при этой температуре оказывается достаточным

1219280

Составитель С. Ласточкин

Редактор С. Патрушева Техред Л.Сердюкова Корректор, А. Обручар

Заказ 1193/18 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 для процесса ползучестн. Равномерная нагрузка по виткам исключает коробление резьбы при закалке.

Способ может быть использован для цилиндрической резьбы обычной пары болт-гайка ° В большинстве случаев можно ограничиться ползучестью только витков гайки. В этом случае изготавливается длинный винт-калибр жаропрочного материала, который при температуре эксплуатации нечувствителен к ползучести. На калибр навинчивается несколько гаек и между каждой парой гаек создается необходимое усилие затяжки. Собранная кон1 струкция помещается в нагревательное устройство и при заданной температуре выдерживается в течение заданного времени. Затем конструкция охлаждается на воздухе и операция обработки считается законченной. В случае закаленной винтовой пары нагрев под закалку и ползучесть совмещают.