Заклепка
Использование: клепально-сборочные работы при сборке конструкций из металлических и композиционных материалов в авиаи ракетостроении, судостроении. Сущность изобретения: заклепка содержит стержень 1 с закладной головкой 2 на одном конце, расширяющимся конусом 3 на другом и втулку 4 с ответным конусным отверстием и цилиндрической частью 5, расположенной в отверстии пакета деталей 6. Стержень 1 и втулка 4 выполнены из материалов , обладающих термомеханической памятью, но с разными температурами фазового перехода. Размеры цилиндрической части и втулки.и стержня выбраны из соотношений , обеспечивающих создание радиального натяга заданной величины между втулкой и стержнем, а также между втулкой и пакетом собираемых деталей с учетом механических характеристик материалов, из которых изготовлены детали пакета, втулки и стержня. Заклепка обеспечивает высокую статическую и усталостную прочность, а также герметичность соединений. 5 ил. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (й)5 F 16 В 19/08
ГОсудАРстВеннОе пАтентнОе
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 5015067/27 (22) 15.07;91 (46) 23.05.93. Бюл. й. 19 (71) Украинский филиал Научно-исследовательского института авиационной технологии и организации производства (72) В.А.Матвиенко. (73) Украинский филиал Научно-исследовательского института авиационной технологии и организации производства (56) Авторское свидетельство СССР
М 1278500, кл. F 16 В 19/08, 1986, (54) ЗАКЛЕПКА (57) Использование: клепально-сборочные работы при сборке конструкций из металлических и композиционных материалов в авиа- и ракетостроении, судостроении. СущHocTb изобретения: заклепка содержит... Ы, 1817820 АЗ стержень 1 с закладной головкой 2 на одном конце, расширяющимся конусом 3 на дру- . гом и втулку 4 с ответным конусным отверстием и цилиндрической частью 5, расположенной в отверстии пакета деталей
6. Стержень 1 и втулка 4 выполнены из материалов, обладающих термомеханической памятью, но с разными температурами фазового перехода. Размеры цилиндрической части и втулки и стержня выбраны из соотношений, обеспечивающих создание радиального натяга заданной величины между втулкой и стержнем, а также между втулкой и пакетом собираемых деталей с учетом механических характеристик материалов, из которых изготовлены детали пакета, втулки и стержня. Заклепка обеспечивает высокую статическую и усталостную прочность, а так- { д же герметичность соединений. 5 ил.
1817820
Ь «1о — «1с К
1 . — с о
Ь 4П-«в К
2 . ° вт и
25 где do — диаметр отверстия в пакете;
Ь1 — величина радиального натяга меж- 30 ду собираемыми деталями и втулкой;
Ь2 — величина радиального натяга между втулкой и стержнем;
Кс — коэффициент, характеризующий максимально допустимую степень деформирования материала стержня в мартенситном состоянии, при которой обеспечивается полное восстановление его формы;
K> — коэффициент, характеризующий максимально допустимую степень дефор- 40 мирования материала втулки в мартенситном состоянии, при которой обеспечивается полное восстановление ее формы;
do — диаметр отверстия в цилиндрической, размещаемой в отверстии пакета, части втулки до деформирования ее в мартенситном состоянии; е
d, диаметр цилиндрической части стержня до деформирования в мартенситном СОСтОЯНии;
d> — наружный диаметр цилиндрической, размещаемой в отверстии пакета части втулки до деформирования ее в мартенситном состоя нии, Предлагаемая конструкция и соотноше- 55 ние размеров втулки и стержня обеспечивают образование герметичных соединений, обладающих высокой статической и усталостной прочностью вследствие создания раИзобретение относится к конструкции заклепочных соединений и может быть использовано при сборке конструкции из металлических и композиционных материалов в авиа- и ракетостроении. судостроении и 5 других отраслях промышленности..
Целью изобретения является повышение прочности и герметичности соединений.
Поставленная цель достигается тем, что 10 в заклепке, содержащей стержень с закладной головкой на одном конце и с расширяющимся конусом и втулкой с ответным конусным отверстием на другом конце, выполненными из материалов, обладающих термомеханической памятью формы с разными температурами фазового перехода, согласно изобретению, втулка со стороны стержня выполнена цилиндрической частью для размещения в отверстии пакета, 20 при этом размеры стержня и цилиндриче- . ской части втулки заданы соотношениями:
I диальных натягов заданной величины между втулкой и стержнем, а также между втулкой и пакетом собираемых деталей с учетом механических характеристик материалов, из которых они изготовлены, а также возможностей с точки зрения полного восстановления формы сплавов, из которых изготовлены втулка и стержень.
На фиг. 1 показано эаклепочное.соединение в сборе; на фиг, 2 — стержень до деформирования в мартенситном состоянии; на фиг. 3- стержень после деформирования в мартенситном состоянии; на фиг. 4 — втулка до деформирования в мартенситном состоя нии.
Заклепка состоит из стержня 1 с закладной головкой 2 на одном конце, расширяющимся конусом 3 — на другом и втулки 4 с ответным конусным отверстием и цилиндрической частью 5, расположенной.в отверстии пакета деталей 6 (фиг, 1). Стержень 1 и втулка 4 выполнены из материалов, обладающих термомеханической памятью с разными температурами фазового перехода.
Выполнение соединения с использованием предлагаемой заклепки производится в следующей последовательности.
Методами механической обработки или обработки давлением получают стержень (фиг. 2) и втулки (фиг. 4), при выборе размеров которых пользуются соотношениями;
do — dc
1 d — с о
Ь « о-« в К
2 — в и где до — диаметр отверстия в пакете;
Ь1 — величина радиального натяга между собираемыми деталями и втулкой;
Ь2 — величина радиального натяга между втулкой и стержнем;
Kc — коэффициент, характеризующий максимально допустимую степень деформирования материала стержня в мартенситном состоянии, при которой обеспечивается полное восстановление его формы;
Кв — коэффициент, характеризующий максимально допустимую степень деформирования материала втулки в мартенситном состоянии, при которой обеспечивается полное восстановление ее формы.
Величина Ь1 принимается из условия достижения максимальной усталостной прочности и обеспечения герметичности соединения в эксплуатации и неповреждаемости собираемых деталей в процессе выполнения соединений, Ь 2 — из условия достижения максимальной усталостной
1817820 прочности и обеспечения герметичности соединения, При этом для обеспечения сжатия пакета в собранном соединении, выполняют условие д, (д . Далее доводят стержень и втулку до температур прямого 5 мартенситного состояния материалов, из которых они изготовлены, соответственно и придают им форму и размеры, показэнные на фиг. 3 и 5. При этом используют соотношения и условия, позволяющие в дальней- 10 шем произвести сборку заклепочного соединения: de (dn dc (do. Затем втулку устанавливают в отверстие в пакете собираемых деталей и стержень устанавливают во втулку. После этого доводят стержень до 15 температур обратного мартенситного превр;,щения материалов, из которых они изготовлены соответственно. При этом происходит восстановление формы и размеров стержня и втулки, вследствие чего 20 коническая часть стержня заполняет коническое отверстие во втулке, ликвидируются зазоры и создаются заданные величины радиальных натягов между втулкой и пакетом; втулкой и стержнем, происходит сжатие па- 25 кета деталей между закладной головкой стержня и замыкающей частью втулки.
По сравнению с известной предлагаемая заклепка обеспечивает повышение ста- . тической и усталостной прочности, а также 30 герметичность соединений. Эти преимущества обусловлены оптимальными конструкцией втулки и соотношением размеров втулки и стержня, которые обеспечивают создание радиального натяга зэданной ве- 35 личины между втулкой и стержнем, а также между втулкой и пакетом собираемых деталей с учетом механических характеристик материалов, из которых изготовлены детали пакета, втулка и стержень, 40
Перечисленные преимущества предлагаемого изобретения обеспечивают повышение ресурса соединения на 85-95 и статической прочности в 2-3 раза. Это приводит к снижению амортизационных расхо- 45 дов в процессе эксплуатации изделий.
Формула изобретения
Заклепка, содержащая стержень с зэкладной головкой на одном конце и с расширяющимся конусом и втулкой с ответным конусным отверстием на другом конце, при этом стержень и втулка выполнены из материалов, обладающих термомеханической памятью формы, но с разными температурами фазового перехода, отличающаяся тем, что втулка со стороны стержня выполнена с цилиндрической частью для размещения в отверстии пакета, при этом размеры стержня и цилиндрической части втулки заданы соотношениями где do — диаметр отверстия в пакете;
h < — величина радиального натяга между собираемыми деталями и втулкой;
Л2 — величина радиального натяга между втулкой и стержнем;
К вЂ” коэффициент, характеризующий максимально допустимую степень деформирования материала стержня в мартенситном состоянии, при которой обеспечивается полное восстановление его формы;
Ke — коэффициент, характеризующий максимально допустимую степень деформирования материала втулки в мартенситном состоянии, при которой обеспечивается полное восстановление формы;
do — диаметр отверстия в цилиндрической, размещаемой в отверстии пакета, части втулки до деформирования ее в мартенситном состоянии:
de — диаметр цилиндрической части стержня до деформирования в мартенситном состоянии;
de — наружный диаметр цилиндрической, размещаемой в отверстии пакета части втулки до деформирования ее в мартенситном состоянии.
1817820
ФЬЮ. Г
Составитель 8, Матвиенко
Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101
Заказ 1739 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб>, 4/5
