Штанга

Штанга, тіло якої складається із двох стрижнів, сполучених між собою з поздовжнім перекриттям, на зовнішніх кінцях яких виконані елементи шарнірів, а сполучення стрижнів виконане з можливістю відносного зміщення вздовж лінії центрів шарнірів, яка відрізняється тим, що до внутрішніх 3 рішніх кінців стрижнів в межах зони їхнього перекриття жорстко прикріплено вставку з іншим коефіцієнтом лінійного теплового розширення, що дозволяє досягнути технічний результат компенсувати температурні деформації для забезпечення постійної довжини штанги незалежно вії її температури. Розв'язання поставленої задачі досягається тим, що в штанзі, тіло якої складається із двох стрижнів, сполучених між собою з поздовжнім перекриттям, на зовнішніх кінцях яких виконані елементи шарнірів, а сполучення стрижнів виконане з можливістю відносного зміщення вздовж лінії центрів шарнірів, згідно з корисною моделлю, до внутрішніх кінців стрижнів в межах зони їхнього перекриття жорстко прикріплено вставку з матеріалу з іншим коефіцієнтом теплового розширення ніж у стрижнів і зворотнім напрямком теплової деформації з розрахунку: 0, I LI II LII в Lв де LI та LIІ - діючі довжини першого та другого стрижнів відповідно, які формують лінійне теплове розширення; I та IІ - коефіцієнти лінійного теплового розширення матеріалу першого та другого стрижнів відповідно; L в - діюча довжина вставки, яка формує ліній не теплове розширення; - коефіцієнт лінійного теплового розширення матеріалу вставки. Введення додаткової вставки довжиною L в і в коефіцієнтом теплового розширення в між кінцями стрижнів, що встановлені із взаємним перекриттям дозволяє відняти величину температурної деформації вставки від сумарної теплової деформації стрижнів. Підбір довжин стрижнів та вставки, а також матеріалів, з яких вони виготовлені, дозволяє компенсувати температурні деформації штанги в цілому, підтримуючи її довжину на постійному рівні незалежно від температури штанги. Подібний принцип використано при компенсації температурних деформацій в приладобудуванні. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено схему штанги, на фіг. 2 - схему компенсації теплових деформацій при нагріванні, на фіг. 3 - схему компенсації теплових деформацій при охолодженні. Штанга (фіг. 1) може мати телескопічну конструкцію, коли один із стрижнів 1 із шарніром 2 на зовнішньому кінці розміщений з можливістю взаємного переміщення в порожнині другого стрижня 3, також оснащеного шарніром 4. Між різьбовою ділянкою а стрижня 1 і різьбовою ділянкою b стрижня 3 жорстко закріплено трубчасту вставку 5. При охолодженні (фіг. 2) або нагріванні (фіг. 3) штанги зміна загальної довжини штанги L розраховується за формулою: L L I  Lв LII , 52737 4 LI T LI I - теплова деформація де стрижня 1; LII T LII II - теплова деформація стрижня 3; Lв T Lв в - теплова деформація вставки 5; T - перепад температури. В формулі розрахунку зміни загальної довжини штанги L верхній знак береться при нагріванні, а нижній - при охолодженні. Після відповідних підстановок формула матиме вигляд: L T LI I  T Lв в T LII II . Виконуючи умову незмінності загальної довL 0 та виконавши спрощення, остаточне співвідношення: Lв в . жини штанги отримують LI I LII II Дотримуючись цього співвідношення, під час конструювання штанги постійної довжини здійснюють підбір матеріалів та геометричних параметрів стрижнів 1, 3 та вставки 5. Реалізація корисної моделі може бути виконана з використанням типових машинобудівних матеріалів. Наприклад, стрижні 1 і 3 виконані з конструкційної вуглецевої сталі 20Х ГОСТ 4543-88 (коефіцієнт лінійного теплового розширення 11,5 10 6  С 1 ), а вставка виконана із магнієвого сплаву MЛ10 ГОСТ 2856-79 (коефіцієнт лінійного теплового розширення I II 6  С 1 ). Приймаючи, що LІ = 0,4 м і LІІ = 0,35 м, та використовуючи остаточне співвідношення отримуємо діючу довжину вставки 5: в 28 10 Lв LI I L II II 0,4 11,5 10 6 0,35 11,5 10 28 10 в 6 6 0,308 м . Підставляючи отримане значення довжини вставки в формулу зміни загальної довжини штанги ∆L отримуємо: 11,5 10 6 0,4 11,5 10 6 0,35 28 10 6 0,308 1 10 9 м Використання в якості матеріалу вставки 5 деяких пластмас із більшим коефіцієнтом лінійного теплового розширення, наприклад, полістиролу, дозволяє значно зменшити діючу довжину L в вставки 5. Використанням вставки в конструкції штанги, за рахунок різних напрямків теплової деформації стрижнів та вставки з відповідним значенням коефіцієнта лінійного теплового розширення, досягається компенсація температурних деформацій довжини штанги в цілому, що сприяє стабілізації роботи стрижневих механізмів в різних температурних умовах. 0 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 52737 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601