RU2655194C2 - Узел с соединением, самозапирающимся под действием температуры - Google Patents
Узел с соединением, самозапирающимся под действием температуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655194C2 RU2655194C2 RU2015155719A RU2015155719A RU2655194C2 RU 2655194 C2 RU2655194 C2 RU 2655194C2 RU 2015155719 A RU2015155719 A RU 2015155719A RU 2015155719 A RU2015155719 A RU 2015155719A RU 2655194 C2 RU2655194 C2 RU 2655194C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bolt
- nut
- head
- parts
- thermal expansion
- Prior art date
Links
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 title 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910001247 waspaloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 7
- 241001417935 Platycephalidae Species 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012210 heat-resistant fiber Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/02—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
- F16B37/14—Cap nuts; Nut caps or bolt caps
- F16B37/145—Sleeve nuts, e.g. combined with bolts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
- F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
- F16B5/0241—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread with the possibility for the connection to absorb deformation, e.g. thermal or vibrational
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
Изобретение относится к механическим соединениям, обеспечивающим соединения вместе деталей, изготовленных из термоструктурного композиционного материала. Техническим результатом является обеспечение надежности соединения при термических воздействиях на соединяемые детали. Узел содержит первую и вторую детали, изготовленные из композиционного материала, удерживаемые рядом друг с другом посредством системы крепления, содержащей болт, имеющий плоскую головку, от которой проходит резьбовая часть, и гайку, имеющую плоскую головку, от которой проходит хвостовик, включающий в себя резьбу, пригодную для взаимодействия с резьбовой частью болта. Головка болта опирается на полученное коническим зенкованием углубление, образованное в первой детали. Головка гайки опирается на полученное коническим зенкованием углубление, образованное во второй детали. Система крепления выполнена с возможностью - во время осевого расширения системы крепления - обеспечения наклона по меньшей мере одной из двух головок по направлению к полученному коническим зенкованием углублению, в котором она размещена. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к использованию механического соединения для сборки вместе деталей, изготовленных из термоструктурного композиционного материала, такого как композиционный материал с керамической матрицей/керамикоматричный композит (CMC) или композиционный материал на основе углеродного волокна и карбонизированной матрицы (С/С), при этом подобный материал, как правило, образован пористой основой, такой как пористая волокнистая основа, которая уплотнена керамической матрицей. Волокна основы могут быть образованы, в частности, из углерода или из керамического материала. Матрица выполнена из жаростойкого керамического материала, например, такого как: жаростойкий карбид, нитрид, борид или оксид. Термоструктурные композиционные материалы являются замечательными вследствие их механических свойств, которые делают их пригодными для образования конструктивных элементов, и вследствие их способности сохранять данные свойства при высоких температурах.
Изобретение, в частности, относится к аэродинамическому и термическому поведению механических соединений, используемых для сборки вместе деталей, изготовленных из термоструктурного композиционного материала, когда детали должны быть «погружены» в высокотемпературную струю, например, при изготовлении всех или части узлов хвостовой части для авиационных двигателей, таких как конусы реактивных сопел (также известные как «центральные тела сопел») или створки для регулируемого сопла.
В данных применениях детали, предназначенные для сборки вместе, как правило, являются довольно тонкими (с толщиной, составляющей несколько миллиметров), и они должны удовлетворять аэродинамическим требованиям, что означает, что предпочтительно использовать заклепки для образования механических соединений между деталями. В случае узлов, используемых для изготовления компонентов хвостовой части авиационного двигателя, обычной практикой является использование заклепок, которые имеют на одной стороне узла плоскую головку (то есть головку с формой усеченного конуса с концом, который является плоским), которая вставляется в углубление, полученное коническим зенкованием и образованное в одной из деталей, которые должны быть собраны вместе, и на другой стороне стойку или шайбу, служащую для компенсации дифференциального расширения между заклепками, которые значительно расширяются, и деталями, изготовленными из термоструктурного композиционного материала, которые расширяются в малой степени. За счет вставки головки заклепки в углубление, полученное коническим зенкованием и имеющееся на одной стороне узла, можно получить хорошие аэродинамические характеристики, но только на данной стороне узла, поскольку наличие стойки и части стержня заклепки на другой стороне узла приводит к значительному сопротивлению.
Другое решение, которое используется при изготовлении створок для регулируемого сопла, состоит в соединении деталей, изготовленных из термоструктурного композиционного материала, вместе с заклепками, такими как продаваемые под товарным знаком Fybrfast®, при этом указанные заклепки имеют на одном конце головку и другом конце - концевую часть, которую сдавливают и расплющивают для скрепления деталей вместе. Тем не менее, при данном типе заклепки головка и сплющенная часть стержня заклепки выступают от обеих сторон узла, и, следовательно, они выступают за обтекаемый контур узла.
Задача и сущность изобретения
Задача изобретения состоит в разработке устройства для сборки вместе деталей, изготовленных из композиционного материала, посредством использования одной или более систем крепления, которые имеют коэффициент теплового расширения, который превышает коэффициент теплового расширения деталей, изготовленных из композиционного материала, при этом необходимо, чтобы система крепления оказывала незначительное влияние или не оказывала никакого влияния на аэродинамические характеристики узла.
Данная задача решается посредством узла, содержащего первую и вторую детали, изготовленные из композиционного материала, удерживаемые рядом друг с другом посредством, по меньшей мере, одной системы крепления, содержащей болт, имеющий плоскую головку, от которой проходит резьбовая часть, и гайку, имеющую плоскую головку, от которой проходит хвостовик, включающий в себя резьбу, нарезанную метчиком и пригодную для взаимодействия с резьбовой частью болта, при этом головка болта опирается на полученное коническим зенкованием углубление, образованное в первой детали, при этом головка гайки опирается на полученное коническим зенкованием углубление, образованное во второй детали, при этом система крепления выполнена с возможностью — во время осевого расширения указанной системы крепления — обеспечения наклона, по меньшей мере, одной из двух головок по направлению к полученному коническим зенкованием углублению, в котором она размещена.
Таким образом, узел по изобретению выполнен с механическими соединениями, которые «встроены» на обеих сторонах соединения, то есть они не выступают за наружные поверхности деталей, собранных вместе. Следовательно, узел по изобретению может быть «погружен» с обеих сторон в высокотемпературную струю, и при этом системы соединения не будут ухудшать аэродинамические характеристики.
Кроме того, используемая система крепления выполнена с возможностью приложения дополнительной удерживающей силы посредством наклона, по меньшей мере, одной из головок системы во время повышений температуры, в результате чего обеспечивается возможность компенсации расширения, в частности осевого расширения каждой из систем крепления и сохранения усилия зажима в нагретом состоянии.
В одном варианте осуществления узла в соответствии с изобретением, по меньшей мере, одна из плоских головок системы крепления включает в себя множество радиальных пазов и имеет угол, превышающий угол полученного коническим зенкованием углубления детали, в котором она размещена, при этом рассматриваемая головка удерживается в состоянии предварительного напряжения в указанном углублении, полученном коническим зенкованием. Таким образом, когда узел открыт для воздействия высокотемпературной струи, система крепления расширяется, и головка, которая ранее находилась в состоянии предварительного напряжения, затем наклоняется по направлению к углублению, полученному коническим зенкованием, в которое она вставлена. При этом при наклоне подобным образом головка обеспечивает приложение дополнительных сил, которые позволяют системе крепления во время ее нахождения в горячем состоянии сохранять усилие зажима, с которым она воздействует на детали.
В соответствии с одной особенностью узла по изобретению болт и гайка выполнены из материала, выбранного из, по меньшей мере, одного из следующих материалов: Inconel® 625 или 718 (Inconel — Инконель – жаропрочный сплав на никелевой основе), Waspaloy® (Waspaloy — Васпалой — жаропрочный сплав на никелевой основе), Haynes® 282® (Haynes — жаропрочный сплав на никелевой основе), нержавеющей стали А286 и любой другой высококачественной стали.
В другом варианте осуществления изобретения система крепления включает в себя штифт, проходящий внутри системы крепления между головкой болта и головкой гайки, при этом штифт имеет коэффициент теплового расширения, который превышает коэффициент теплового расширения болта и гайки. Таким образом, когда узел подвергается воздействию высоких температур, например, когда он «погружен» в горячую струю газообразных продуктов сгорания, штифт расширяется сильнее, чем система крепления, и он обеспечивает приложение осевых сил посредством его нижнего и верхнего концов соответственно к внутренним частям головок болта и гайки. При этом во время осевого расширения штифта головки наклоняются по направлению к углублениям, полученным коническим зенкованием, в которые они вставлены, и каждая из них обеспечивает приложение сил к деталям, что позволяет системе крепления в то время, когда она находится в горячем состоянии, сохранять усилие зажима, с которым она воздействует на детали.
В соответствии с одним аспектом узла по изобретению болт и гайка выполнены из Inconel® 718 (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=14,8), в то время как штифт выполнен из нержавеющей стали А286 (состав 26NCT25 и коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=18). В соответствии с аналогичной особенностью узла по изобретению болт и гайка выполнены из титана (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=9,9), в то время как штифт выполнен из Waspaloy® (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=14,6).
В соответствии с другим аспектом узла по изобретению как головка болта, так и головка гайки включают в себя соответствующие пазы. Пазы облегчают упругое деформирование указанных головок во время расширений и сжатий штифта.
В соответствии с еще одним аспектом узла по изобретению первая и вторая детали изготовлены из композиционного материала с керамической матрицей.
В соответствии с еще одним аспектом узла по изобретению каждая из первой и второй деталей имеет толщину, составляющую менее 3 миллиметров (мм).
В соответствии с еще одним аспектом узла по изобретению первая и вторая детали представляют собой компоненты хвостовой части авиационного двигателя.
Краткое описание чертежей
Другие характеристики и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующего описания вариантов осуществления изобретения, приведенных в качестве неограничивающих примеров и со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой схематический вид в перспективе, показывающий узел, выполненный в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
фиг.2А и 2В представляют собой соответственно схематическое сечение и схематический вид в плане, показывающие узел по фиг.1, когда он находится в холодном состоянии;
фиг.3А и 3В представляют собой соответственно схематическое сечение и схематический вид в плане, показывающие узел по фиг.1, когда он подвергается воздействию высокотемпературной струи;
фиг.4 представляет собой схематический вид в перспективе, показывающий узел, выполненный в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
фиг.5 представляет собой схематическое сечение, показывающее узел по фиг.4, когда он находится в холодном состоянии; и
фиг.6 представляет собой схематическое сечение, показывающее узел по фиг.4, когда он подвергается воздействию высоких температур.
Подробное описание вариантов осуществления
Настоящее изобретение применимо в целом к любому узлу, образованному из деталей, изготовленных из композиционного материала, посредством использования одной или более систем крепления, которые имеют коэффициент теплового расширения, который превышает коэффициент теплового расширения деталей, изготовленных из композиционного материала, при этом необходимо, чтобы система крепления оказывала незначительное влияние или не оказывала влияния на аэродинамические характеристики узла.
Детали, предназначенные для сборки вместе, могут быть изготовлены, в частности, из термоструктурного композиционного материала с керамической матрицей (СМС), то есть из материала, образованного армирующим наполнителем, выполненным из жаростойких волокон (углеродных или керамических), уплотненных посредством керамической матрицы, которая аналогичным образом является жаростойкой, то есть таких материалов, как C/SiC, SiC/SiC, C/C-SiC и т.д. Детали также могут быть изготовлены из других термоструктурных композиционных материалов, имеющих низкий коэффициент теплового расширения, таких как композиционные материалы на основе углеродного волокна и карбонизированной матрицы (С/С) (как армирующий наполнитель, так и матрица образованы из углерода).
Узел по изобретению в особенности, но не исключительно, предназначен для использования при изготовлении всех или части узлов хвостовой части авиационных двигателей, таких как конусы реактивных сопел (также известные как «центральные тела сопел») или створки для регулируемых сопел.
Фиг.1, 2А, 2В, 3А и 3В показывают узел в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Как показано на фиг.1, узел 100 из двух деталей 10 и 20, изготовленных из термоструктурного композиционного материала с керамической матрицей (СМС), сам образован посредством системы 50 крепления, содержащей болт 30 и гайку 40, которые размещены в отверстиях 11 и 21, образованных в деталях 10 и 20. Более точно, болт 30 имеет плоскую головку 31, от которой проходит резьбовая часть 32, при этом плоская головка 31 вставлена в углубление 12, полученное коническим зенкованием и образованное в детали 10. Гайка 40 также имеет плоскую головку 41, от которой проходит хвостовик 42, имеющий резьбу 43, нарезанную метчиком и предназначенную для взаимодействия с резьбовой частью 32 болта 30. Плоская головка 41 гайки 40 вставлена в углубление 22, полученное коническим зенкованием и образованное в детали 20. В частности, гайка и болт могут быть изготовлены из любого из следующих материалов: Inconel® 625 или 718, Waspaloy®, Haynes® 282®, нержавеющей стали А286 и любой другой высококачественной стали.
В описываемом в настоящий момент варианте осуществления каждая из плоских головок 31 и 41 имеет множество радиальных пазов 310 и 410. Кроме того, плоская головка 31 болта 30 имеет угол β31, который больше угла α12 углубления 12, полученного коническим зенкованием, в которое она должна быть вставлена. Аналогичным образом, плоская головка 41 гайки 40 имеет угол β41, который больше угла α22 углубления 22, полученного коническим зенкованием, в которое она должна быть вставлена. Как показано на фиг.2А и 2В, болт 30 ввинчен в гайку 40 с усилием зажима, которое обеспечивает возможность перевода плоских головок 31 и 41 в состояние предварительного напряжения в соответствующих им углублениях 12 и 22, полученных коническим зенкованием. В данном предварительно напряженном состоянии головки 31 и 41 упруго деформируются вследствие наличия пазов 310 и 410.
Когда узел 100 подвергается воздействию высоких температур, например, когда он «погружен» в горячую струю газообразных продуктов сгорания, система крепления расширяется, в частности, в аксиальном направлении DA, как показано на фиг.3А. Плоские головки 31 и 41, которые ранее были предварительно напряжены в их соответствующих углублениях 12 и 22, полученных коническим зенкованием, при этом наклоняются по направлению к углублениям, полученным коническим зенкованием, в которые они вставлены, во время осевого расширения системы крепления. При этом пазы 310 и 410 находятся в их исходной конфигурации, подобной показанной для пазов 410 в головке 41 на фиг.3В. При этом головки 31 и 41 воздействуют с соответствующими силами ЕМ31 и ЕМ41 на детали 10 и 20, что позволяет системе крепления в то время, когда она находится в горячем состоянии, сохранять усилие зажима, с которым она воздействует на детали. После охлаждения узел 100 возвращается к конфигурации в холодном состоянии, показанной на фиг.2А и 2В.
Фиг.4, 5 и 6 показывают узел в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения. Как показано на фиг.4, узел 300 из двух деталей 60 и 70, изготовленных из термоструктурного композиционного материала с керамической матрицей (СМС), сам образован посредством системы 200 крепления, содержащей болт 80 и гайку 90, которые размещены в отверстиях 61 и 71, образованных в деталях 60 и 70. Более точно, болт 80 имеет плоскую головку 81, от которой проходит резьбовая часть 82, при этом плоская головка 81 вставлена в углубление 62, полученное коническим зенкованием и образованное в детали 60. Гайка 90 также имеет плоскую головку 91, от которой проходит хвостовик 92, имеющий резьбу 93, нарезанную метчиком и предназначенную для взаимодействия с резьбовой частью 82 болта 80. Плоская головка 91 гайки 90 вставлена в углубление 72, полученное коническим зенкованием и образованное в детали 70.
В описываемом в настоящий момент варианте осуществления штифт 110 также вставлен во внутреннее пространство 101, образованное между болтом 80 и гайкой 90, когда система 200 крепления собрана (фиг.5). Штифт 110 выполнен с такими размерами, чтобы он находился в контакте с головками 81 и 91 болта 80 и гайки 90. Более точно, нижний конец 111 штифта 110 находится в контакте с той внутренней частью 810 головки 81 болта 80, которая расположена на одном уровне с его частью, соединяющейся с резьбовой частью 82, в то время как верхний конец 112 штифта 110 находится в контакте с той внутренней частью 910 гайки 91 болта 90, которая расположена на одном уровне с его частью, соединяющейся с хвостовиком 92.
Штифт 110 имеет коэффициент теплового расширения (СТЕ), который превышает коэффициент теплового расширения болта 80 и гайки 90. Таким образом, когда узел 300 подвергается воздействию высоких температур, например, когда он «погружен» в горячую струю газообразных продуктов сгорания, штифт 110 расширяется сильнее, чем система 200 крепления, и он воздействует с осевыми усилиями F111 и F112 посредством его верхнего и нижнего концов 111 и 112 соответственно на внутренние части 810 и 910 головок 81 и 91 (фиг.6). При этом головки 81 и 91 наклоняются по направлению к углублению, полученному коническим зенкованием, в которое они вставлены, во время осевого расширения штифта 110. При этом головки 81 и 91 воздействуют с соответствующими силами ЕМ81 и ЕМ91 на детали 60 и 70, что позволяет системе крепления в то время, когда она находится в горячем состоянии, сохранять усилие зажима, с которым она воздействует на детали. После охлаждения узел 100 возвращается к конфигурации в холодном состоянии, показанной на фиг.5.
В качестве неограничивающего примера болт и гайка могут быть выполнены из Inconel® 718 (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С = 14,8), в то время как штифт выполнен из нержавеющей стали А286 (состав 26NCT25 и коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=18). В другом неограничивающем варианте болт и гайка выполнены из титана (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=9,9), в то время как штифт выполнен из Waspaloy® (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=14,6).
В описываемом в настоящий момент варианте осуществления штифт 110 также имеет центральный буртик 113, который обеспечивает возможность удерживания его в заданном положении во внутреннем пространстве 101, и это обеспечивает возможность уравновешивания осевых сил, с которыми он воздействует на головки 81 и 91. Кроме того, в описываемом в настоящий момент варианте осуществления каждая из головок 81 и 91 включает в себя соответствующие пазы 810 и 910, которые облегчают упругое деформирование указанных головок во время расширений и сжатий штифта 110.
Claims (10)
1. Узел (100), содержащий первую и вторую детали (10, 20), изготовленные из композиционного материала, удерживаемые рядом друг с другом посредством, по меньшей мере одной системы (50) крепления, содержащей болт (30), имеющий плоскую головку (31), от которой проходит резьбовая часть (32), и гайку (40), имеющую плоскую головку (41), от которой проходит хвостовик (42), включающий в себя резьбу (43), нарезанную метчиком и пригодную для взаимодействия с резьбовой частью (32) болта (30), при этом головка (31) болта (30) опирается на полученное коническим зенкованием углубление (12), образованное в первой детали (10), при этом головка (41) гайки опирается на полученное коническим зенкованием углубление (22), образованное во второй детали (20), при этом система (50) крепления выполнена с возможностью - во время осевого расширения указанной системы (50) крепления - обеспечения наклона по меньшей мере одной из двух головок (31, 41) по направлению к полученному коническим зенкованием углублению (12, 22), в котором она размещена.
2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из плоских головок (31, 41) системы крепления включает в себя множество радиальных пазов (310; 410) и имеет угол (β31; β41), превышающий угол (α12, α22) полученного коническим зенкованием углубления (12; 22) детали, в котором она размещена, и при этом по меньшей мере одна головка (31; 41) удерживается в состоянии предварительного напряжения в указанном углублении (12; 22), полученном коническим зенкованием.
3. Узел по п. 2, отличающийся тем, что болт (30) и гайка (40) выполнены из материала, выбранного из по меньшей мере одного из следующих материалов: Inconel® 625 или 718, Waspaloy®, Haynes® 282®, нержавеющей стали А286 и высококачественной стали.
4. Узел по п. 1, отличающийся тем, что система (200) крепления включает в себя штифт (110), проходящий внутри указанной системы крепления между головкой (81) болта (80) и головкой (91) гайки (90), и тем, что штифт (110) имеет коэффициент теплового расширения, который превышает коэффициент теплового расширения болта (80) и гайки (90).
5. Узел по п. 4, отличающийся тем, что болт (30; 80) и гайка (40; 90) выполнены из Inconel® 718 (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=14,8), и тем, что штифт выполнен из нержавеющей стали А286 (состав 26NCT25 и коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=18).
6. Узел по п. 4, отличающийся тем, что болт (30; 80) и гайка (40; 90) выполнены из титана (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=9,9), в то время как штифт выполнен из Waspaloy® (коэффициент теплового расширения СТЕ600°С=14,6).
7. Узел по п. 1, отличающийся тем, что как головка (81) болта (80), так и головка (91) гайки (90) включают в себя соответствующие пазы (810; 910).
8. Узел по п. 1, отличающийся тем, что первая и вторая детали (10, 20; 60, 70) изготовлены из композиционного материала с керамической матрицей.
9. Узел по п. 1, отличающийся тем, что каждая из первой и второй деталей (10, 20; 60, 70) имеет толщину, составляющую менее 3 мм.
10. Узел по п. 1, отличающийся тем, что первая и вторая детали (10, 20; 60, 70) представляют собой компоненты хвостовой части авиационного двигателя.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1354818A FR3006394B1 (fr) | 2013-05-28 | 2013-05-28 | Assemblage a liaison auto-serrante en temperature |
| FR1354818 | 2013-05-28 | ||
| PCT/FR2014/051233 WO2014191672A1 (fr) | 2013-05-28 | 2014-05-27 | Assemblage a liaison auto-serrante en temperature |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015155719A RU2015155719A (ru) | 2017-06-30 |
| RU2015155719A3 RU2015155719A3 (ru) | 2018-03-02 |
| RU2655194C2 true RU2655194C2 (ru) | 2018-05-24 |
Family
ID=49322487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015155719A RU2655194C2 (ru) | 2013-05-28 | 2014-05-27 | Узел с соединением, самозапирающимся под действием температуры |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9267531B2 (ru) |
| EP (1) | EP3004658B1 (ru) |
| JP (1) | JP6334685B2 (ru) |
| CN (1) | CN105556136B (ru) |
| BR (1) | BR112015028292B1 (ru) |
| CA (1) | CA2911465C (ru) |
| FR (1) | FR3006394B1 (ru) |
| RU (1) | RU2655194C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014191672A1 (ru) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11506238B2 (en) * | 2013-06-14 | 2022-11-22 | James Alan Monroe | Thermally stabilized fastener system and method |
| DE102013011655B4 (de) * | 2013-07-12 | 2016-10-27 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Bremsbelaghalterung einer Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug |
| US9421442B2 (en) * | 2014-07-18 | 2016-08-23 | Callaway Golf Company | Golf club screw |
| US20160069375A1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-03-10 | Engineered Components Company | Fixed length fastener assembly |
| JP6332475B2 (ja) * | 2015-01-22 | 2018-05-30 | 日産自動車株式会社 | 炭素繊維強化樹脂材の締結構造 |
| FR3038007B1 (fr) * | 2015-06-24 | 2017-07-28 | Herakles | Systeme de synchronisation de volets pour tuyere a section variable |
| FR3044701B1 (fr) * | 2015-12-03 | 2017-11-24 | Snecma | Rotor pour une turbomachine ou un banc d'essai |
| GB2545662B (en) * | 2015-12-21 | 2020-02-19 | Airbus Operations Ltd | Fastener system and assembly |
| KR102281998B1 (ko) * | 2017-08-30 | 2021-07-27 | 삼성전자 주식회사 | 이종재질 통신장치 함체 |
| NO344799B1 (no) * | 2017-11-01 | 2020-05-04 | Bondura Tech As | Boltsammenstilling for aksial og radial oppspenning av elementer sammenføyd ved hjelp av skruer |
| CN108468694A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-08-31 | 贵州精立航太科技有限公司 | 一种高温高强度铆钉 |
| DE102018221157A1 (de) * | 2018-12-06 | 2020-06-10 | Mahle International Gmbh | Fügevorrichtung und Fügeverfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen Bauteilen |
| CN113950582A (zh) * | 2019-06-19 | 2022-01-18 | 马尔特·菲尔斯滕贝格 | 紧固装置和制造方法 |
| CN112158620B (zh) * | 2020-09-22 | 2022-08-05 | 福建恒安集团有限公司 | 一种婴儿拉拉裤对折后的伺服输送机构 |
| CN112555254B (zh) * | 2020-12-12 | 2022-05-06 | 西安交通大学 | 一种陶瓷基复合材料的连接方法及铆钉结构 |
| USD980707S1 (en) * | 2021-02-15 | 2023-03-14 | Min Woo Lee | Bolt |
| USD1026634S1 (en) * | 2021-05-06 | 2024-05-14 | Michael W. Hicok | Panel cover fastener |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3459447A (en) * | 1966-12-13 | 1969-08-05 | Huck Mfg Co | Flush fastener for panel assembly including soft core material |
| US5497616A (en) * | 1994-11-16 | 1996-03-12 | Rolls-Royce Inc. | High temperature mounting for stress relief of a dovetail |
| US6405425B1 (en) * | 1998-12-11 | 2002-06-18 | Novator Ab | Fastening assembly and method for fastening a multi-layered laminate together |
| RU2217629C1 (ru) * | 2002-04-17 | 2003-11-27 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Крепежное устройство |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US323508A (en) * | 1885-08-04 | James hilton | ||
| US63497A (en) * | 1867-04-02 | Conrad frank | ||
| US1511445A (en) * | 1921-08-02 | 1924-10-14 | Clarkson Robert | Separable button |
| US1909941A (en) * | 1932-04-25 | 1933-05-23 | Rau Fastener Company | Fastening device |
| US2348589A (en) * | 1943-05-24 | 1944-05-09 | Tennessee Coal Iron And Railro | Fastening means |
| US2511051A (en) * | 1946-06-19 | 1950-06-13 | Dzus William | Fastening device |
| US3462114A (en) * | 1966-11-21 | 1969-08-19 | Walden H O Dell Sr | Lug screw for construction forms |
| US3414304A (en) * | 1966-11-22 | 1968-12-03 | Hi Shear Corp | Apparatus for fastening a discontinuous body to another structure and the resulting joint |
| US4671583A (en) * | 1983-02-24 | 1987-06-09 | The Boeing Company | Fastening device and method for composite structures |
| US5244326A (en) * | 1992-05-19 | 1993-09-14 | Arne Henriksen | Closed end ridged neck threaded fastener |
| JP3194331B2 (ja) * | 1994-03-10 | 2001-07-30 | 石川島播磨重工業株式会社 | セラミックス部品と金属部品のボルト締結部構造 |
| JPH08291814A (ja) * | 1995-04-21 | 1996-11-05 | Sanpori:Kk | ボルト・ナットの締付構造とそれに使用するナット |
| US6012763A (en) * | 1996-10-03 | 2000-01-11 | Anchor Bolt & Screw Company | Trailer door fastener |
| WO2001042668A1 (en) * | 1999-12-10 | 2001-06-14 | Novator Ab | Fastening assembly and method for fastening a composite laminate together |
| DE10017692A1 (de) * | 2000-04-08 | 2002-04-04 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zum Befestigen zweier Bauteile |
| JP2005009582A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 低温用の締結構造 |
| US20060182513A1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-17 | Dortch John P | Fastener and method for using same |
| US7344346B2 (en) * | 2005-08-10 | 2008-03-18 | Hung-Chih Hsu | Fast fasten and loose resistant bolt and nut structure |
| US20080080947A1 (en) * | 2006-01-10 | 2008-04-03 | Mcgrade Steve | Ballistic resistant jacket bolt |
| GB0803366D0 (en) * | 2008-02-26 | 2008-04-02 | Rolls Royce Plc | Nose cone assembly |
| JP5055178B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2012-10-24 | 三菱重工業株式会社 | 航空機組立品 |
| JP5406699B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2014-02-05 | 株式会社アクロス | 円錐面を備えたファスナー |
| CN101900159B (zh) * | 2010-07-08 | 2012-05-23 | 山东伟基炭科技有限公司 | 防止高温下螺栓连接组件失效的方法及所采用的卸载装置 |
| CN102141073B (zh) * | 2011-01-13 | 2012-10-10 | 西北工业大学 | 一种高温自紧固连接装置 |
-
2013
- 2013-05-28 FR FR1354818A patent/FR3006394B1/fr active Active
-
2014
- 2014-05-27 CA CA2911465A patent/CA2911465C/fr active Active
- 2014-05-27 CN CN201480031098.5A patent/CN105556136B/zh active Active
- 2014-05-27 JP JP2016516221A patent/JP6334685B2/ja active Active
- 2014-05-27 RU RU2015155719A patent/RU2655194C2/ru active
- 2014-05-27 EP EP14731730.9A patent/EP3004658B1/fr active Active
- 2014-05-27 WO PCT/FR2014/051233 patent/WO2014191672A1/fr active Application Filing
- 2014-05-27 BR BR112015028292-0A patent/BR112015028292B1/pt active IP Right Grant
- 2014-05-28 US US14/288,498 patent/US9267531B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3459447A (en) * | 1966-12-13 | 1969-08-05 | Huck Mfg Co | Flush fastener for panel assembly including soft core material |
| US5497616A (en) * | 1994-11-16 | 1996-03-12 | Rolls-Royce Inc. | High temperature mounting for stress relief of a dovetail |
| US6405425B1 (en) * | 1998-12-11 | 2002-06-18 | Novator Ab | Fastening assembly and method for fastening a multi-layered laminate together |
| RU2217629C1 (ru) * | 2002-04-17 | 2003-11-27 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Крепежное устройство |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105556136A (zh) | 2016-05-04 |
| CA2911465C (fr) | 2021-08-10 |
| CN105556136B (zh) | 2017-10-10 |
| RU2015155719A (ru) | 2017-06-30 |
| BR112015028292A2 (pt) | 2017-07-25 |
| RU2015155719A3 (ru) | 2018-03-02 |
| FR3006394B1 (fr) | 2015-06-19 |
| JP2016526132A (ja) | 2016-09-01 |
| FR3006394A1 (fr) | 2014-12-05 |
| EP3004658A1 (fr) | 2016-04-13 |
| EP3004658B1 (fr) | 2019-08-14 |
| US20140356094A1 (en) | 2014-12-04 |
| JP6334685B2 (ja) | 2018-05-30 |
| WO2014191672A1 (fr) | 2014-12-04 |
| BR112015028292B1 (pt) | 2021-08-24 |
| CA2911465A1 (fr) | 2014-12-04 |
| US9267531B2 (en) | 2016-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2655194C2 (ru) | Узел с соединением, самозапирающимся под действием температуры | |
| RU2704900C2 (ru) | Сборочный узел, образованный посредством механического соединения, включающего в себя по меньшей мере одну деталь, выполненную из композиционного материала | |
| RU2673604C2 (ru) | Узел, имеющий самозатягивающееся соединение в зависимости от температуры | |
| EP3275788B1 (en) | Sliding joint kits, systems containing the same, and related methods | |
| US10883369B2 (en) | High temperature compliant metallic elements for low contact stress ceramic support | |
| JP4955011B2 (ja) | 金属片とセラミック材料でできている片の間のろう付けされた組み立て部 | |
| US20090067917A1 (en) | Bipod Flexure Ring | |
| AU2005201195A1 (en) | A fastener assembly for attaching a non-metal component to a metal component | |
| JP2005330958A (ja) | 非金属部材を金属部材に取り付けるためのファスナアセンブリとその取付方法 | |
| JPH06221338A (ja) | 大きな力学的および熱的歪を受ける２つの部品間のすべり継手装置 | |
| US20090064681A1 (en) | Scalloped Flexure Ring | |
| DE102009036847A1 (de) | Befestigungsanordnung zum Verbinden von Raketentriebwerksdüsen | |
| EP3708811B1 (en) | Engine exhaust skin connection system | |
| US20160169261A1 (en) | Ceramic bolt for exhaust panel | |
| US20230302527A1 (en) | Resilient fastener system and resilient fastener insert | |
| Wulz et al. | Joining and Load Transfer Technology for Hot Structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |