Заклепка для соединения хрупких материалов

 

Использование: заклепки для образования заклепочных соединений деталей из хрупких материалов, например композиционных . Сущность изобретения: заклепка имеет закладную головку 1 и цилиндрический стержень 2 с проточкой, заполненной мягким материалом 3. Мягкий материал обеспечивает равномерное распределение усилия раздачи по кромке отверстия под заклепку. 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

НЫЙ pygmy-И;

ШЛ ННОД

ЕЧНОСТИ ниц 8Дц;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4833550/27 (22) 25.04.90 (46) 07.05.92. Бюл. hh 17 (71) Самарский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей (72) Ю,Е.Коликов, В,Д,Аксютин и Т.М,Шевцова (53) 621.884(088,8) (56) Григорьев В.П., Голдовский П,Б. Клепка конструкций из легких сплавов. — Оборонгиз, 1954, с.91.

Авторское свидетельство СССР

М 1508021, кл. F 16 В 5/04, 1987. (54) ЗАКЛЕПКА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ

„, . Ж„„1732024 А1 (57) Использование: заклепки для образования заклепочных соединений деталей из хрупких материалов, например композицион н ых. Сущность изобретения: заклеп ка имеет закладную головку 1 и цилиндрический стержень 2 с проточкой, заполненной мягким материалом 3. Мягкий материал обеспечивает равномерное распределение усилия раздачи по кромке отверстия под заклепку, 3 ил.

1 (А) ,К)

О )

Ф

1732024

Изобретение относится к машиностроению. в частности к конструкции заклепок для соединения хрупких материалов, например композиционных, Известна заклепка, выполненная в виде сплошного цилиндрического стержня и закладной головки, При клепке этих заклепок выступающая из пакета склепываемых конструктивных элементов часть цилиндрического стержня осаживается усилием расклеп ы вания с образованием замыкающей головки.

Недостаток этих заклепок заключается в том, что при клепке, в районе замыкающей головки заклепки,происходитзначительная раздача стержня заклепки, воспринимаемая острой кромкой на выходе отверстия под заклепку, что приводит к разрушению хрупких материалов. Кроме того, значительная твердость материала заклепки препятствует заполнению неровностей отверстия в зоне замыкающей головки, что не обеспечивает в ряде случаев герметичность соединения и требует применения герметизирующих материалов.

Известна также заклепка с хвостовиком из мягкого материала, При клепке замыкающая головка, образуясь из мягкого материала, не создает большой раздачи высокопрочного материала стержня и, хорошо заполняя неровности отверстия в зоне замыкающей головки, обеспечивает достаточную герметичность.

Недостатками этой заклепки являются: концентрация напряжений в зоне стыка материалов, которая может привести к разрушению в эксплуатации и, кроме того, невысокая прочность замыкающих головок на отрыв, что ограничивает их применение.

Известна также заклепка. содержащая цилиндрический стержень с закладной головкой и кольцевой пооточкой, заполненной материалом, более мягким, чем материал стержня.

Недостаток известной заклепки заключается в том, что кольцевая проточка с мягким материалом находится в середине пакета и не препятствует разрушению хрупкого материала пакета в зоне образования замыкающей головки.

Цель изобретения — повышение надежности заклепочного соединения путем исключения повреждения хрупкого материала соединяемой детали в зоне замыкающей головки, Указанная цель достигается выполнением кольцевой проточки на расстоянии до ее середины, равном толщине пакета соединяемых деталей, а кольцевая проточка выполнена глубиной до 0,15 диаметра стержня и шириной до 0,4 диаметра.

На фиг.1 изображена заклепка до образования соединения, общий вид; на фиг.2—

5 соединение после образования замыкающей головки; на фиг.3 — распределение радиальных контактных напряжений в отверстии под заклепку по высоте пакета после клепки, 10 Заклепка имеет закладную головку 1 и цилиндрический стержень 2 с проточкой, заполненной мягким материалом 3, В процессе клепки, за счет наличия мягкого материала на стержне заклепки в зоне

15 замыкающей головки, происходит более равномерное распределение усилия раздачи по кромке отверстия под заклепку, что уменьшает возможность их хрупкого разрушения.

20 Размеры проточки в стержне заклепки выбраны из следующих соображений, Глубина проточки определена из условия равенства прочности на отрыв по ослабленному проточкой стержню заклепки и

25 кольцевому срезу замыкающей головки заклепки б — 0,15б — Fe» a=a(2 ) У

= 0,567 d2o, где Рстр — усилие на отрыв замыкающей

35 головки заклепки;

Рстр = тг() — площадь ослабd — 0,15d ленного проточкой стержня заклепки;

40 о- напряжение разрыва материала стержня заклепки. г

Рсреза = Рсреза тсреза =. o xd гср = 0,78 "тсг45 где Fcpeaa = п бл — площадь среза; п =0,25 d — высота замыкающей головки заклепки; тереза — напряжение. среза материала заклепки..

50 Для заклепок из основного заклепочного материала B-65 о= 40 кгlмм;

2, тс = 27 кгlмм; Polyp = 0,567 40" d = 22,6 d г, Рср = 0,78 27 d = 21,1 d; Ротр и Рср

Высота проточки определена исходя из распределения (фиг.3) радиальных контактных напряжений в отверстии под заклепку по высоте пакета после клепки.

На участке 0 2d от замыкающей головки внутрь пакета наблюдается резкое возра1732024 стание контактных напряжений. Аналогичная картина наблюдается со стороны замыкающей головки. В результате суммарная высота проточки составляет 0,4б.

Составитель Ю, Коликов

Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор Н. Тупица

Заказ 1567 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

Существенным отличием предлагаемого технического решения от известного является выполнение проточки в заклепке не в центре пакета, а в зоне образования замыкающей головки заклепки.

Предлагаемая заклепка обеспечивает качественное герметичное соединение и отсутствие трещин в склепываемых элементах. Появление макротрещин на кромках отверстия под замыкающими головками заклепок наблюдалось не более чем у 5 отверстий.

Формула изобретения

Заклепка для соединения хрупких материалов, содержащая цилиндрический стержень с закладной головкой и кольцевой

5 проточкой, заполненной материалом, более мягким,чем материал стержня, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности заклепочного соединения путем исключения повреждения хрупкого матери10 ала соединяемой детали в зоне замыкающей головки, расстояние от закладной головки до середины кольцевой проточки равно толщине пакета соединяемых деталей, а кольцевая проточка выполнена глуби15 ной до 0,15 диаметра стержня и шириной до

0,4 диаметра стержня.