179329. lajstromszámú szabadalom • Csavarkötés magas hőmérsékleten történő alkalmazására
MAGYAR SZABADALMI 179329 népköztársaság LEÍRÁS Nemzetközi osztályozás: w Bejelentés napja: 1979. IX. 04. (UI-284) Amerikai Egyesült Államok-beli elsőbbsége: 1978. IX. 06. (940 006) NSZO3 C 22 B 21/06 ORSZÁGOS Közzététel napja: 1982.1. 28. fu l ^ Szabada/rm Tár. ’ ') TALÁLMÁNYI Megjelent: 1983. XII. 30. a. ton N HIVATAL Feltaláló: Szabadalmas: Pelton John Franklin vegyészmérnök, Yorktown Heights, N. Y. Amerikai Egye- Union Carbide Corporation, sült Államok New York, N. Y. Amerikai Egyesült Államok Csavarkötés magas hőmérsékleten történő alkalmazásra 1 A bejelentés tárgya csavarkötés magas hőmérsékleten történő alkalmazáshoz, elsősorban tengelyirányú terhelés átadására, ahol a külső menettel ellátott rész és az anyamenet különböző hőtágulási együtthatójú anyagból, célszerűen grafitból illetve fémből van kialakítva és geometriai tengelyük közös. Különböző hőtágulási együtthatójú anyagokból készített csavarkötések magasabb hőmérsékleten meglepően alacsony szilárdsággal rendelkeznek. Különösen igaz ez abban az esetben, ha a hőtágu lási együtthatók értékei erősen különbözők, mint például grafit-fém csavarkötések esetén. Az is előfordul, hogy ilyen grafit-fém csavarkötések magasabb hőmérsékleten minden külső terhelés nélkül eltörnek. A problémát ez esetben a grafit rendkívüli ridegsége és kis szilárdsága okozza, valamint a grafit és a legtöbb fém hőtágulási együttthatói közötti különbség nagysága. Ilyen probléma jelentkezik például forgó gázelosztó egységekben, amelyeket fémek finomításánál alkalmaznak. Ilyen berendezést ismertet például a 3 870 511 sz. USA szabadalom. Ebben a berendezésben a forgó tengely két részből áll, a felső rész fémből, az alsó rész grafitból készül. A tengelyrészek csavarkötéssel vannak összekapcsolva és a fölső rész hajtja meg az alsó részt. A forgás iránya úgy van megválasztva, hogy az a csavarkötést befeszíti, így a csavarmenetek egyrészt a szükséges forgatónyomatékot kell átvigyék, másrészt hajlító és húzó-2 •igénybevételnek vannak kitéve. Ha például egy 25,4 mm átmérőjű csavarkötést szobahőmérsékletről 704 °C-ra melegítünk, a fém rész (amely például „Inconel 600” ötvözetből készül) körülbelül 5 203 /u-nal nagyobb hőtágulást szenved, mint a grafitból készült anyamenet. Ha tehát a menetek közötti hézag szobahőmérsékleten csupán 50 p volt (ami a szabványos értéknek megfelel), a fém rész a grafit által megengedettnél mintegy 150/u-nal nagyobb 10 mértékben kellene táguljon. Ennek következtében jelentős feszültségek lépnek fel, aminek hatására a grafit rész eltörik. A probléma megoldására javasolták, hogy a menetek közötti sugárirányú hézag legalább akkora leli gyen, mint a sugárirányú hőtágulás különbség értéke. Ugyanakkor azonban azt tapasztalták, hogy tengelyirányban is hőtágulás keletkezett és ennek mértéke szintén különböző volt. Ennek eredményeképpen a fém rész menetemelkedése magas 20 hőmérsékleten nagyobb volt, mint a hozzá illeszkedő grafit rész menetemelkedése. így a fémes részen lévő csavarmenet felső menetei rányomódtak a grafit anyameneteire, míg a fém rész csavarmenetének alsó menetei lefelé nyomták a grafit anya- 25 menet megfelelő felületeit. Ily módon ismét csak nem kívánatos feszültségek léptek fel. Ennek elkerülésére most már olyan menetes kötés kialakításával kísérleteztek, ahol a külső menet és az anyamenet közötti hézag értékét a várható 30 hőtágulások különbségénél is nagyobbra készítették. 179329
