RU1784398C - Способ клепки - Google Patents

Abstract

Использование: в области машиностроени  дл  клепки композиционных материалов . Сущность изобретени : при использовании крепежного элемента, состо щего из полупустотелой заклепки и под- кладной шайбы, на рабочем торце последней выполн ют кольцевую выемку, соедин емую сквозным отверстием с противоположной от рабочего торца стороной. Площадь кольцевой выемки рассчитывают по определенной зависимости. Предлагаемый способ позвол ет расширить технологические возможное™, уменьшить вес силовой точки и устранить возможность брака при фиксации подкладкой шайбы. 5 ил.

Description

(Л

с

Изобретение относитс  к клепально- сборочным работам и может быть использбс вано во всех отрасл х народного хоз йства дл  получени  высококачественных заклепочных соединений, преимущественно HaL пакетах, содержащих детали из полимерных волокнистых композиционных матери- алов.

Известен способ клепки смешанных па- кетов, преимущественно содержащих дет| ли из волокнистых композиционных материалов, при котором в пакете образуют отверстие, в него беззазорно устанав ивИ 1 ют заклепку с глухой полостью, заполнен-1 ной в зкой средой, на выступающую часть стержн  заклепки размещают подкладную шайбу, после чего осуществл ют образова- ние замыкающей головки заклепки за два перехода.

Недостатком известного способа клеп- ки  вл етс  то, что подкладна  шайба вы-:

демЬ.

полн ет только однозначную функцию - на э сГпе образовани  замыкающей головки предотвращает дробление упрочн ющих волокон в детали из волокнистого компози- цйШнШГма рЖлаТ

Известен также способ клепки, при котором в смешайноКГпакетеГсодержащем де- таль из волокнистого композиционного материала , образуют отверстие, далее про- извбдИт р аз да чу бЖл Дной шайбы, затем осуществл ют ее фиксацию с помощью адгезионной прослойки на поверхности детали йз волок нистого композиционного материала, выполн ют разгрузку подкладной шайбы, после чего в отверстие пакета устанавливают закНёТГк Гй1 производ т клепку за два перехода.

К недостатку известного способа следует отнести возможный непроклей при фиксации подкладной шайбы на поверхности детали из волокнистого композиционного

х| 00

N

W

о

00

материала. Последнее снижает эффективность процесса фиксации шайбы на поверхности детали и, как следствие, может вызвать уменьшение прочностных характеристик соединени  до величин, которые соответствуют способу клепки, не предусматривающему фиксацию подкладной шайбы.

ЦелЫЬ изобретени   вл етс  повышение надежности соединени  за счет повышени  качествами прочностных свойств клеевой прослойки между взаимообращенными поверхност ми подкладной шайбы и соответствующей детали пакета из композиционного материала.

Это достигаетс  тем, что в способе клепки, при котором в смешанном пакете, содержащем деталь из волокнистого композиционного материала, образуют отверстие , дале е производ т раздачу подкладной шайбы, осуществл ют ее фиксацию с помощью клеевой прослойки на поверхности детали из волокнистого композиционного материала, выполн ют разгрузку подкладной шайбы, затем в отверстие пакета устанавливают заклепку и производ т клепку за два перехода, перед раздачей отверсти  в подкладной шайбе на ее опорной поверхности выполн ют кольцевую выемку, на противоположной - торце - сквозные отверсти  дл  соединени  полости выемки с атмосферой, при нанесении кле щего вещества на опорную поверхность подкладной шайбы заполн ют весь объем полости выемки, а площадь кольцевой выемки определ ют из выражени :

Fb (I-K)где u P - расчетна  величина потери передаваемого усили  подкладной шайбой от непрокле ;

Рь - площадь кольцевой выемки;

т- предел прочности клеевой прослойки на сдвиг;

К - эмпирический коэффициент, учитывающий возможность непрокле .

На фиг.1 показана конструкци  подкладной шайбы с кольцевой выемкой и сквозными отверсти ми; на фиг.2 - стади  раздачи подкладной шайбы ; на фиг.З - стади  фиксации подкладной шайбы на детали из волокнистого композиционного материала; на фиг.4 - исходное положение пакета перед образованием заклепочного соединени ; на фиг.5 - фрагмент пакета с силовой точкой.

Силовую точку образуют составным крепежным элементом, который содержит заклепку с подкладной шайбой. Конструкци  подкладной шайбы такова, что со стороны ее опорной поверхности выполнена кольцева  чыемка со сквозными отверсти ми , обеспечивающими удаление воздуха

при заполнении свободного объема кольцевой выемки клеевой массой (фиг.1),

Реализаци  способа клепки осуществл етс  следующим образом.

Предварительно вне смешанного паке0 та производ т раздачу подкладной шайбы (фиг.2), дл  чего шайбу 1 размещают на плите 2 и фиксируют прижимом 3 с усилием Рпр. В плите 2 и прижиме 3 выполнены сквозные соосные отверсти . Отверстие в

5 подкладной шайбе 1 после ее размещени  на плите 2 также соосно названным выше отверсти м. В отверстие прижима 3 устанавливают цилиндрический стержень 4. При воздействии осевым усилием Р на

0 стержень 4 вызывают его внедрение в отверстие подкладной шайбы 1. Поскольку диаметр стержн  4 превышает диаметр отверсти  в подкладной шайбе 1, то имеет упругое место раздача последней и, как

5 следствие, накопление упругой энергии.

Таким образом, в результате раздачи подкладной шайбы 1 приобретают увеличенные размеры как внешний диаметр подкладной шайбы 1, так и размеры кольцевой

0 выемки.

Затем производ т фиксацию шайбы 1 на детали 5 смешанного пакета из волокнистого композиционного материала. После выполнени  предварительных стандартных

5 операций по подготовке поверхностей к склеиванию нанос т клей 6 на поверхность детали 5 по периметру отверсти . Далее через сквозные отверсти  в подкладной шайбе 1 производ т полное заполнение

0 свободного объема кольцевой выемки клеем 6, с формированием кольцевого буртика, и осуществл ют полимеризацию кле  6 (фиг.З).

После этого производ т удаление ци5 линдрического стержн  4 подкладной шайбы 1. В результате накопленна  упруга  энерги  в подкладной шайбе 1 стремитс  вернуть последней исходные геометрические размеры, чему преп тствует клеева 

0 прослойка 6. Тем самым в поверхностном слое детали 5 по периметру отверсти  создают упругие сжимающие напр жени , что и, в конечном счете, обеспечивает повышение прочностных характеристик силовых то5 чек.

Причем уровень этих напр жений зависит от качества приклеивани  подкладной шайбы 1 к поверхности детали 5, чему существенно способствует наличие кольцевого буртика. ,

Геометрические размеры кольцевой выемки определ ютс  из того услови , что действующее на клеевую прослойку усилие при упругой разгрузке подкладной шайбы соответствует усилию, воспринимаемому клее- вой прослойкой без каких-либо дефектов 8 виде непрокле .

Затем производ т сборку смешанного пакета деталей 5 и 7 и в отверстие пакета устанавливают заклепку 8, имеющую глу- хую полость, заполненную в зкой средой 9 (фиг.4).

Способ прошел опытно-промышленную проверку при клепке смешанного пакета, содержащего деталь из сплава Д16АТ тол- щиной 3,0 мм и деталь из композиционного материала СТГ-ЭВ толщиной 3,0 мм. Подкладные шайбы изготавливались из алюминиевого Сплава АМгб.

Раздачу подкладной шайбы производи- ли путем запрессовки в ее отверстие Стержн . Диаметр отверсти  в пакет равн лс  4,1 мм. в подкладной шайбе - 4,2 мм, диаметр цилиндрического стержн  - 4,22 мм. Внешний диаметр подкладной шайбы - 8,0 мм. толщина - 2,0 мм.

Проведенные испытани  на раст жение показали повышение прочностных характеристик силовых точек на (17-25)% по сравнению с прочностными характеристи- ками силовых точек, полученных по традиционной технологии,

Формул а изобретени   Способ клепки, преимущественно па- кетов, содержащих элементы из волокни-1 стых композиционных материалов,

заключающийс  в образовании отверсти  в элементах, их сборке, установке в отверстие з аклепки, размещении подкладной шайбы на конец заклепки, выступающий со стороны элемента из волокнистого композиционного материала, и последующем образовании замыкающей головки в два перехода , при этом перед сборкой элементов пакета подкладную шайбу раздают посредством приложени  усили , после чего шайбу устанавливают на элемент из волокнистого (1озиционного материала соосно с отверстием и фиксируют на поверхности элемента клеем, а после этого снимают раздающее шайбу усилие, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  качества и

Личностных свойств клеевой прослойки, между Ъзаимробращенными поверхност ми подкладной шайбы и соответствующим элементом пакета из композиционного материала Т| еред рШдачей отверсти  в шайбе на ее опорной поверхности выполн ют кблъцевую выемку и сквозные отверсти  дл  соединени  полости выемки с атмосферой, при нанесении кле щего вещества на опорную поверхность шайбы заполн ют весь объем полости выемки, а площадь Рь кольцевой выемки определ ют из выражени ;

(1-К) т,

где Р - расчетна  величина потери передаваемого усили  подкладной шайбой от не- прокле ; , t- предел прочности клеевой прослойТси на сдвиг;

К - эмпирический коэффициент, учиты вающий возможность непрокле .

Фиг./

«Ь

Sh

§

Ј

Фиг. 5