RU34660U1 - Недеформируемая заклепка - Google Patents

Abstract

Недеформируемая заклепка, имеющая плоское основание и коническую головную часть с диаметром большим, чем диаметр основания, отличающаяся тем, что содержит цилиндрическую часть диаметром d, на которой на расстоянии h=0,075d от торца основания выполнена кольцевая канавка радиусом r=0,133d, шириной b=3h, а отношение верхнего диаметра конической головной части к диаметру цилиндрической части составляет 6:5.

Description

20031РШ1В3

. НЕДЕФОРМИРУЕМАЯ ЗАКЛЕПКА

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к неразъемных соединений листовых материалов и деталей.

Известны способы соединения металлических листов и деталей посредством заклепок. Клепаные соединения применяются в металлоконструкциях и других изделиях, в которых внешняя нагрузка является в основном сдвиговой, и работают надежно при знакопеременном и вибрационном ее характере 1.

Использование заклепок предполагает предварительное получение отверстий в пакете скрепляемых листов или деталей. Эти отверстия образовываются совместным сверлением, пробивкой или раздельно, когда отверстия сверлятся, пробиваются в каждой скрепляемой детали, листе, как правило, на диаметр несколько меньший, чем диаметр стержня заклепки.

Имеют место обстоятельства (при монтаже конструкций, их ремонте и т.д.), при которых возникает потребность произвести соединение элементов конструкций, не имеюш;их заранее образованных и подготовленных совмеп1;енных отверстий в пакете, а их получение затруднено или невозможно, при этом применение сварки недопустимо или также невозможно.

Известно техническое решение 2, которое описывает самочеканяшую заклепку и способ соединения металлических листов, не имеющих

F16 В 5/04,19/12

д I f

заранее подготовленных отверстий под стержневые крепежные элементы в пакете. Самочеканящая заклепка используется для соединения, по крайней мере, двух металлических листов без оставления места отпечатка на лицевой стороне детали, при штамповке в процессе установки заклепки, то есть заклепка ставится заподлицо с верхней деталью.

Самочеканящая заклепка включает верхнюю коническую головную часть с плоской поверхностью и плоское нижнее основание. Отношение верхнего диаметра конической головной части к диаметру нижнего основания равно 4:3. Кольцевая канавка, в которую затекает металл соединяемых листов в процессе постановки заклепки, располагается между головной частью и нижним основанием по всей высоте заклепки, при этом канавка выполнена в виде фигурной проточки по всей высоте заклепки.

Самочеканящая заклепка фактически не имеет цилиндрической части, то есть коническая головная часть, сужаясь, переходит в кольцевую канавку, а затем, расширяясь, переходит в нижнее основание.

В процессе установки заклепки коническая головная часть самочеканящей заютепки заставляет затекать металл соединяемых листов в кольцевую канавку. Отход, получаемый при пробивке заклепкой соединяемых листов (деталей), удаляется через матрицу. На внешней поверхности нижнего листа в конце операции остается отпечаток от матрицы. Таким образом, установка заклепки и соединение металлических листов производиться за одну операцию.

Отдавая должное достоинствам описанного технического решения, следует указать на его некоторые недостатки.

При рекомендуемых геометрических параметрах заклепки, она будет иметь в плоскости среза двух листов наименьшую площадь поперечного сечения, а, следовательно, будет обеспечивать меньшую прочность соединения на срез в поперечном направлении. Также заклепка не будет обеспечивать соединение пакетов из материалов с низкой пластичностью, так как в этом случае не будет обеспечиваться затекание металла в канавку.

Предлагаемая форма недеформируемой заклепки направлена на решение задачи по увеличению прочности на срез соединений из металлических листов и деталей, не имеюш;их заранее образованных и подготовленных совмещенных отверстий, и повышение прочности соединений листов из труднодеформируемых материалов.

Предлагаемая недеформируемая заклепка позволяет повысить прочность соединения на срез путем увеличения площади поперечного сечения, а именно введением цилиндрической части заклепки. Это приводит к увеличению прочности получаемых соединений и расширяет область возможного применения недеформируемой заклепки и самого способа, который она реализует в скреплении металлических листов и деталей разной толщины и прочности.

Сопоставление формы недеформируемой заклепки с самочеканящей заклепкой показывает, что они отличаются тем, что недеформируемая заклепка содержит цилиндрическую часть, иа которой на расстоянии h от торца основание выполнена кольцевая канавка радиусом г и шириной Ь, а отношение верхнего диаметра конической головной части к диаметру цилиндрической части составляет 6:5.

На фигуре показана недеформируемая заклепка.

Недеформируемая заклепка состоит из конической головной части 1 и цилиндрической части 2 с кольцевой проточкой 3 радиусом г и шириной b на высоте h от торца основания 4 недеформируемой заклепки. /Диаметр цилиндрической части недеформируемой заклепки d, высота заклепки Н, материал для ее изготовления и твердость заклепки назначаются в зависимости от толш;ины и вида материала соединяемых деталей или листов. Величины h, b и г в свою очередь определяются в зависимости от диаметра d цилиндрической части 2 заклепки.

Но результатам исследований установлены оптимальные параметры, при которых достигаются наилучшие прочностные показатели соединений. Должны выполнятся следуюш,ие отношения: .075d, , .133d. Увеличение параметров b и h выше приведенных значений приводит к смещению кольцевой канавки 3 вверх по цилиндрической части 2, что снижает прочность соединения на срез в результате уменьшения поперечного сечения в наиболее вероятной плоскости среза двух листов (в случае скрепления двух листов одинаковой толшины). Номимо этого увеличиваются затраты энергии (работа, усилие) при установке такой заклепки, так

6

как необходимо заставить затечь в кольцевую канавку большее количество металла для получения качественного соединения. Уменьшение значений b и h приводит к уменьшению допускаемой нагрузки соединения в продольном (осевом) направлении.

Уменьшение радиуса кольцевой канавки г ведет к росту концентрации напряжении в месте канавки, что увеличивает вероятность разрушения недеформируемой заклепки, как в процессе установки, так и в условиях нагружения. Увеличение радиуса кольцевой канавки ведет к увеличению поперечного диаметра канавки и, тем самым, уменьшает область возможного затекания металла, что приводит к слабому креплению нижнего листа на недеформируемой заклепке.

Увеличение плош;ади поперечного сечения недеформируемой заклепки достигается путем непосредственного введения цилиндрической части 2 заклепки и выделения кольцевой канавки 3 в отдельную составляющую цилиндрической части 2 заклепки, а также смещение канавки ближе к концу основания 4. При этом оптимальное соотношение диаметра конической головной части 1 заклепки к диаметру цилиндрической части 2 составляет 6:5.

Источники информации:

1.Попов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн.-М.: Машиностроение, 1988.-Кн. 2.-544с.

2.Патент US № 5678970, F 16 В19/04,1997 г.

Авторы/ gf Чеканов М.А.

e/offt- Верещагин П.В.

Проректор по КИР Максименко А.А

Титов И.А.

Claims (1)

1. Недеформируемая заклепка, имеющая плоское основание и коническую головную часть с диаметром большим, чем диаметр основания, отличающаяся тем, что содержит цилиндрическую часть диаметром d, на которой на расстоянии h=0,075d от торца основания выполнена кольцевая канавка радиусом r=0,133d, шириной b=3h, а отношение верхнего диаметра конической головной части к диаметру цилиндрической части составляет 6:5.