Способ неразъемного таврового соединения деталей

 

Изобретение относится к технологии сборки деталей из композиционных полимерных материалов с помощью неметаллических соединительных элементов и может быть использовано в судостроении, строительстве и других областях. Цель изоi бретения - увеличение статической и усталостной прочности и жесткости соединения, повышение степени герметичности, водостойкости и стабильности характеристик соединения и снижение трудоемкости его изготовления . Для этого в углы между обшивкой и ребром до уровня отверстий приформовывают пропитанный неотвержденным связующим волокнистый материал. Затем производят сшивку соединяемых деталей пропитанным связующим волокнистым жгутом, в процессе которой обжимают неотвержденный материал. Шов выполняют из отдельных шлагов, располагаемых только в поперечных сечениях узла стыковки, для чего отрезок основного волокнистого жгута пропускают в отверстие ребра, концы жгута складывают вдвое в виде петель, петли вводят в отверстия обшивки, фиксируют их дополнительными отрезками пропитанного неотвержденным связующим жгута и затягивают. Концы основного жгута укладывают вдоль поверхности приформованных уголков или отрезают и наружную поверхность обшивки зачищают заподлицо, 2 ил., 1 табл. fc

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4495299/05 (22) 01.08.88 (46) 23.11.91. Бюл. ¹ 43 (72) В,А.Äóí и В.M,Øêîëüíèêoâ (53) 678.027.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 321484, кл. С 03 В 37/10, 1970.

Авторское свидетельство СССР

¹ 311804, кл. В 63 В 5/24, 1970. (54) СПОСОБ НЕРАЗЬЕМНОГО ТАВРОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к технологии сборки деталей из композиционных полимерных материалов с помощью неметаллических соединительных элементов и может быть использовано в судостроении, строительстве и других областях. Цель изо бретения - увеличение статической и усталостной прочности и жесткости соединения, повышение степени герметичности, водостойкости и стабильности характеристик соИзобретение .относится к технологии сборки деталей из композиционных полимерных материалов с помощью неметаллических соединительных элементов и может быть использовано в судостроении, строительстве и других областях техники.

Цель изобретения — увеличение статической и усталостной прочности и жесткости соединения, повышение степени.герметичности, водостойкости и стабильности характеристик соединения и снижение трудоемкости его изготовлений.

На фиг.1 изображено тавровое соединение с приформованными уголками и введенным в отверстия основным жгутом, на концах которого образованы петли, зафик Ы 1692856 А1

1Я)5 В 29 С 65/00, 65/62, В 63 В 5/24, 8291 9:0 единения и снижение трудоемкости его изготовления. Для этого в углы между обшивкой и ребром до уровня отверстий приформовывают пропитанный неотвержденным связующим волокнистый материал.

Затем производят сшивку соединяемых деталей пропитанным связующим волокнистым жгутом, в процессе которой обжимают неотвержденный материал, Шов выполняют из отдельных шлагов, располагаемых только в поперечных сечениях узла стыковки, для чего отрезок основного волокнистого жгута п ропускают в отверстие ребра, концы жгута складывают вдвое в виде петель, петли вводят в отверстия обшивки, фиксируют их дополнительными отрезками пропитанного неотвержденным связующим жгута и затягивают.

Концы основного жгута укладывают вдоль поверхности приформованных уголков или отрезают и наружную поверхность обшивки зачищают заподлицо, 2 ил., 1 табл. сированные закладными отрезками; на фиг,2 — неразьемное тавровое соединение в окончательном виде с затянутыми петлями и приформованными накладками, Схема содержит соединяемые детали: обшивка 1 и ребро 2; приформованные уголки 3 и 4; отрезок основного жгута 5; петли 6 и 7; отрезки 8 и 9 закладного жгута; свободные концы 10 и 11 основного жгута; герметизирующие накладки 12 — 14.

Пример 1. Выполняют неразьемное тавровое соединение стеклопластиковой обшивки 1 толщиной 10 мм с ребром 2 такой же толщины. Для сшивки используют стеклоровинг марки P6H — 10 — 420 — 43 (ГОСТ

17139 — 79). Уголки 3 и 4 и герметизирующие

1692856 накладки 12 — 14 формуют из стеклоткани марки Т вЂ” 11 — ГВ С вЂ” 9 (ГОСТ 19170 — 73), В качестве связующего используют состав холодного отверждения на основе эпоксидной смолы марки ЗД-20 (ГОСТ 10587 — 84) и отвердителя-полиэтиленполиамина (ТУ 6-02594-80). Последовательность операций при выполнении соединения следующая. Выполняют отверстия в обшивке и ребре диаметром 10 мм с шагом 40 мм, Расстояние между рядами отверстий в обшивке 80 мм.

Расстояние отверстий в ребре от присоединяемого к обшивке края 40 мм. В отверстиях обшивки с наружной ее стороны выполняют фэски-зенковки диаметром 20 мм, Ребро устанавливают на место с помощью технологических прижимов. Поверхности под приформовки обезжиривают, Заготавливают отрезки основного жгута 5 диаметром 6 мм и длинной 400 мм и отрезки закладного жгута 8,9 диаметром 6 мм и длиной 50 мм, Жгуты замачивают в сосуде со связующим.

В углы между обшивкой и ребром до уровня отверстий приформовывают пропитанную неотвержденным связующим на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и полиэтиленполиамина стеклоткань марки Т вЂ” 11 — ГВС-9, образуя уголки 3,4, затем производят, сшивку соединяемых деталей пропитанным связующим стекловолокнистым жгутом, в процессе которой обжимают неотвержденный материал, причем шов выполняют из отдельных шлагов, располагаемых только в поперечных сечениях узла стыковки, для чего отрезок основного жгута пропускают в отверстие ребра, свободные концы жгута ! складывают вдвое и пропускают в отверстия обшивки. Образовавшиеся петли 6 и 7 фиксируют отрезками закладного жгута и затягивают, а свободные концы основного жгута 10,11 укладывают вдоль поверхности приформованных уголков или обрезают, После выполнения всех шлагов, шов на наружной поверхности обшивки зачищают заподлицо и производят заформовку шва по обшивке и поверхности приформованных уголков путем послойной укладки трех слоев пропитанной неотвержденным эпоксидным связующим стеклоткани, Затем изделие выдерживают при комнатной температуре в течение 24 ч.

Пример 2. Неразъемное тавровое соединение выполняют как в примере 1, но присоединяют ребро из алюминиевого сплава к стеклопластиковой обшивке, Толщина ребра 5 мм, толщина обшивки 10 мм.

Остальные размеры как в примере 1, Пример 3, Неразъемное тавровое соединение выполняют как в примере 1, но присоединяют стеклопластиковое ребро к

10

35 верстиями, Усталостная и рочность проверялась на базе 10 циклов. Водостойз кость проверялась путем испытания образцов после их выдержки в воде в течение 3

45 мес. Фильтрация влаги проверялась путем подачи гидростатического давления 0,1

МПа со стороны наружной поверхности обшивки.

25 обшивке из алюминиевого сплава. Толщина ребра 10 мм, толщина обшивки 5 MM. Остальные размеры кэк в примере 1.

Пример 4. Неразъемное тавровое соединение выполняют как в примере 1, но присоединяют углепластиковое ребро к углепластиковой обшивке. Толщина ребра и обшивки 5 мм. Диаметр отверстий 5 мм.

Диаметр фаски- зенковки — 15 мм. Шаг отверстий 20 мм, Расстояние между двумя рядами отверстий в обшивке 40 мм.

Расстояние отверстий в ребре от присоединяемого к обшивке края 20 мм. Диаметр жгутов 20 мм. Длина основного жгута 300 мм, закладного 30 мм, Пример 5. Неразьемное тавровое соединение выполняют как в примере 4, но присоединяют стеклопластиковое ребро толщиной 10 мм к углепластиковой обшивке толщиной 5 мм. Остальные размеры как в примере 4.

Пример 6. Нерэзъемное тавровое соединение выполняют как в примере 4, но присоединяют оргэноплавтиковое ребро к обшивке из органопластика.

Жгуты для сшивки соединяемых деталей могут быть выполнены из стеклянных, углеродных и органических волокон

В качестве материала для уголков могут быть использованы различные волокнистые материалы: стеклянные,.углеродные и органические ткани и волокна, пропитанные различными отверждающимися полимерными связующими.

Механические характеристики проверялись путем отрыва ребра от обшивки. Испытывались образцы, включающие одну характерную ячейку, т.е. узел сшивки и полку длиной, равной одному шагу между отСравнительные характеристики неразьемных тавровых соединений, полученных по примерам 1 — 6 и известным способом, приведены в таблице, Как видно из таблицы, изобретение позволяет увеличить статическую и устэлостную прочность и жесткость соединения, повысить степень герметичности, водостойкости и стабильности характеристик соединения и снизить трудоемкость его изготовления.

1692856

Снижение

Фильтрация вла ги через обшивку

Снижение статической прочности после

Разброс статической прочности, к!ОН

Средняя прочность> х 1O Н

Иодуль упругости, х10 ЛПа

Пример трудоемкости в сравнении со способом-прототипом,ь выдержки в воде, усталостная статическая

1,4

0,5

1, 7

0,7

1,4

0,5

0,4

0,2

2,0

0,6

1,8

0,7 не

10-15

+О

+!

t0

+О

Ф!

ФО й0

ФО

+О бО ао

2 ,О ,25 ,9

2 ,О !

1 ,2 ,15 ,25 ,2 ,3

2,0

1,0

2,5

1,2

2,0

1,0

2,8

1,7

2,7

1,6

2,5

1,3

1 прототип

2 прототип

3 прототип

4 прототип

5 прототип

6 прототип.3

1,5

1,6

1,5

0,9

0,5

3,2

1,7

2,8

1,6 происходит

20-30 происходит

20-30 происходит

20-30 происходит

2,0-30 происходит

20-30 происходит

20-30 отсутствует наблюдается отсутствует наблюдается отсутствует наблюдается отсутствует наблюдается отсутствует наблюдается отсутствует наблюдается

10""15 не

10-15 не

10-15 не

10-15 не

1 0-15 не

П р и м е ч а н и е: трудоемкость изготовления соединения снижается за счет отсутствия канавки на внешней поверхности обшивки и упрощения процесса протягивания жгута через отверстия.

Формула изобретения

Способ неразьемного таврового соединения деталей из полимерных композиционных материалов, включаюший выполнение в деталях отверстий, сборку деталей в тавр с применением сшивки ребра и обшивки пропитанным неотвержденным связующим волокнистым жгутом и приформовки уголков из пропитанного неотвержденным связующим волокнистого материала и отверждение, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения статической и усталостной прочности и жесткости соединсния, повышения степени герметичности, водостойкости и стабильности характеристик соединения и снижения трудоемкости его изготовления, в углы между обшивкой и ребром до уровня отверстий приформовывают пропитанный неотвержденным связующим волокнистый материал, затем производят сшивку соединяемых деталей пропитанным связующим волокнистым связующим жгу5 том, в процессе которой обжимают неотвержденный магериал, причем шов выполняют из отдельных шлагов, располагаемых только в поперечных сечениях узла стыковки, для чего отрезок основного волокнистого

10 жгута пропускают в отверстие ребра, концы жгута складывают вдвое в виде петель, петли вводят в отверстия обшивки, фиксируют их дополнительными отрезками пропитанного неотвержденным связующим жгута и

15 затягивают, концы основного жгута укладывают вдоль поверхности приформованных уголков или обрезают и наружную поверхность обшивки зачищают заподлицо.

1692856

Составитель А,Рожков

Редактор С.Патрушева Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Ïîæî

Заказ 4042 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101