Законцовка композиционного полого стержня

 

Изобретение относится.к области машиностроения, а именно к изготовлению силовых элементов из композиционных стержней для передачи осевыхнагрузок. Цель - повышение несущей способности при снижении массы и сокращении габаритов, Внутрен ний конический стакан 4 вьшолнен расширяющимся к фланцу, а внешняя поверхность внещнего стакана 3 выполнена тороидальной , при этом больщий диаметр внешнего стакана 3 соответствует большему диаметру конического участка 2 стержня 1, а отверстия под крепежные элементы 6 выполнены на конических участках стаканов 3, 4 и стержня 1. Изобретение позволяет обеспечить увеличение прочности мест соедищ нения деталей. 1 ил. СЛ

(19) (И) А1 (д)) 4 Е 16 В 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. 4 ф t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ вЂ” .: . =:ф РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4022141/31-27 (22) 28.01.86 (46) 15. 10.88. Вюл. ¹ 38 (71) Московский авиационный технологический институт им. К.Э.Циолковского (72) Г.П,Зайцев, В.НЗ.Астапов, В,В.Шикера и В.Н.Хахин (53) 629.113.118(088.8) (56) Разработка методов расчета элементов соединений из композиционных материалов. Отчет по НИР НИИПМ при ьВТУ. ¹ Э9849-086, 1979, с. 79-90. (54) ЗЛКОНЦОВКА КОМПОЗИЦИОНННОГО ПОЛОГО СТЕРЖНЯ (57) Изобретение относится. к области машиностроения, а именно к изготовлению силовых элеменTQB из композиционных стержней для передачи осевых. нагрузок. Цель — повышение несущей способности при снижении массы и сокращении габаритов. Внутренний конический стакан 4 выполнен расширяющимся к фланцу, а внешняя поверхность внешнего стакана 3 выполнена тороидальной, при этом больший диаметр внешнего стакана 3 соответствует большему диаметру конического участка 2 стержня 1, а отверстия под крепежные элементы 6 выполнены на конических участках стаканов 3, 4 и стер-. жня 1. Изобретение позволяет обеспечить увеличение прочности мест соеди- ф нения деталей. 1 ил.

1430626

Изобретение относится к машиностроению, а именно к изготовлению силовых элементов из композиционных стержней для передачи осевых нагрузок.

Целью изобретения является повышение несущей способности при снижении веса и сохранении габаритов.

На чертеже показана конструкция 1g композиционного полого стержня.

Стержень 1 содержит композиционный цилиндр с коническими участками 2 на концах. Концевой участок 2 стержня 1

I охватывается внешним стаканом 3 и l5 внутренним 4. Внутренний 4 и внешний

3 стаканы соединяются между собой

B осевом направлении посредством крепежных элементов, проходящих через конический участок ? стержня. Крепеж- 20 ные элементы представляют собой бобышки 5, сквозь которые продеваются болты 6, затягиваемые гайками 7.

Внутренняя поверхность внешнего стакана 3 соответствует наружной расходящейся конической поверхности стержня и прижимается крепежными эле,ментами к ней. Внешняя поверхность стакана " выполнена тороидальной, причем диаметр ее большего отверстия был равен диаметру большего основания конического участка 2 стержня. Внутренний стакан 4 выполнен коническим с неболыпим фланцем, переходящим в фи1 ! тинг Я. Внешняя поверхность стакана соприкасающаяся с внутренней поверхностью конического участка 2 стержня, соответствует последней. Фланец стакана 4 может быть выполнен не по всему периметру, особенно для раз- 40 меров 80 мм, а только в тех местах, где устанавливаются крепежные элементы, что позволяет уменьшить вес конструкции. Стакан 4 при установке внутрь конического участка 2 стержня 45 несколько выступает за торец стержня, что обеспечивае-. лучшее сжатие сочлененных поверхностей при осевой стяжке крепежными элементами.

Бобышки 5 крепежных элементов вну-5О тренней поверхностью примыкают и соприкасаются с тороидальпой поверхностью наружного стакана 3, а торцовая поверхность обработана перпендикулярно оси стержня. 55

Во внешнем стакане 3, коническом участке 2 стержня 1 и внутреннем стакане 4 выполнены осевые отверстия, Крепежные элементы — болты или винты 6 BcTBBJIHIQTcR в отверстия бобы1 ек

5 и сквозные отверстия в соединяемых деталях и фиксируются гайками 7. При завинчивании гаек создаются осевые усилия, стягивающие детали.

Стержень 1 может иметь с одной с стороны расходящийся конический участок, а с другой стороны — сходящийся.

Может иметь оба расходящихся или оба сходящихся конических участка. В первом случае внешние стаканы 3 должны быть выполнены разъемными для установки снаружи на конические участки, во втором случае внутренние стаканы

4, переходящие в фитинги„ должны быть выполнены разъемными для установки внутрь стержня.

Отверстия и бобышки 5 располагаются равномерно по периметру стакана и конического участка, их число составляет от 3 до 12 и зависит от ,циаметра стержня.

Сборка стержня осуществляется следующим образом.

ha конический участок 2 композиционного стержня 1 надевается внешний стакан 3, внутрь вставляется внутренний стакан 4, болты 6, входящие в отверстия бобышек 5, вставляются в сквозные осевые отверстия, проходящие через конический участок, и завийчиваются с помощью гаек . При завинчивании бобышки воздействуют своей поверхностью на тороидальную поверхность внешнего стакана 3, который прижимается к наружной поверхности конического участка 2, одновременно внутренний стакан, выступающий за торец стержня, своей внешней поверхностью прижимается к внутренней поверхности конического участка. Таким образом, конический участок стержня оказывается сжатым между внутренним и наружным стаканами.

Стержень воспринимает нагрузку следующим образом.

В нерабочем состоянии (при отсутствии эксплуатационной нагрузки) в месте сочленения имеются только монтажные напряжения от сборки. При появлении нагрузки, например растягивающей, усилие от стержня передается на внешний стакан и через бобышки на крепежные элементы, которые не дают возможности соединению раскрыться, т.е. расчленить стержень и внутренний стакан. При восприятии сжимающей нагрузки напряжения передаются не на

143062б

Формула из о ретения

Составитель A.Õðàìöîâ

Техред Л. Сердюкова

Корректор В.Романенко

Редактор Л.Веселовская

Заказ 5319/3

Тираж 757

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торец стержня, а на его конический участок. В результате включаются в передачу осевых усилий слои коничес— кого участка композиционного стержня, осуществляется их равномерное сжатие в зоне упругих деформаций. Сжатие слоев, составляющих толщину композиционного стержня, ведет к повышению предельных значений межслойной жесткости и временным сопротивлениям послойного сдвига. Сквозные осевые отверстия, проходящие через конический участок стержня, не снижают прочности стержня вследствие того, что напряжения нагрузки.к концу конического участка незначительны и достигают своего наибольшего значения B его середине, т.е. в тех местах, где отверстий нет, и снижаются к зоне пере- gg хода к цилиндрической части.

Изобретение позволяет повысить прочность композиционного стержня за счет обеспечения лучшего и более равномерного сжатия его конического участка, зажатого между стаканами, При этом уменьшаются габариты и вес конструкции за счет уменьшения габаритов и веса внешнего и внутреннего стаканов. Исключается проворот сочле- 3О ненных поверхностей одна относительно другой в окружном направлении вследствие установки сквозных крепежных элементов.

Изобретение позволяет обеспечить увеличение прочности места сочленения соединенных деталей по мере увеличения нагрузки, воспринимаемой деталями (чем больше нагрузка, воспринимаемая соединением, тем большую нагрузку смогут выдержать и сами места соединения).

Законцовка композиционного полого стержня, содержащая внутренний и внешний конические стаканы с фланцами, стержень с конической частью, расположенный между стаканами, и крепежные элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности при снижении веса и сохранении габаритов, внутренний конический стакан выполнен расширяющимся к фланцу, внешняя поверхность внешнего стакана выполнена тороидальной, при этом больший диаметр внешнего стакана соответствует большему диаметру конического участка стержня, а отверстия под крепежные элементы выполнены на конических участках стаканов и стержня.