Способ получения резьбоклеевого соединения



Способ получения резьбоклеевого соединения
Способ получения резьбоклеевого соединения
Способ получения резьбоклеевого соединения
Способ получения резьбоклеевого соединения

 


Владельцы патента RU 2501990:

Чумаков Роман Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу сборки крепежных резьбообразующих деталей, и направлено на снижение крутящего момента в процессе завинчивания резьбовой детали в гладкое отверстие металлической корпусной детали. Способ заключается в нагреве в процессе сборки зоны контакта деталей электрическим током высокой плотности до температуры пластификации металла. Анаэробный клей наносится на крепежную деталь перед сборкой и надежно фиксирует соединение после сборки. В процессе сборки клей электрически изолирует крепежную деталь от корпусной детали, за исключением деформирующего участка. Деформирующая и стопорящая части резьбы выполнены с завышением профиля по наружному диаметру. Резьба крепежного элемента на деформирующем участке в радиальном сечении имеет профиль овального сечения или сечение в форме треугольника со сглаженными вершинами. При завинчивании клей смещается с деформирующего участка и оголяет металлический профиль резьбы. Разборка соединения выполняется стандартными способами с учетом прочности клеевого соединения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к сборке крепежных резьбообразующих деталей.

Известен способ клеевой фиксации резьбовой крепежной детали на основе двухкомпонентного клея (патент US №5452977, кл. F16B 39/02, 26.09.1995). Крепежная система состоит из крепежной детали с канавками на резьбовом стержне. Канавки могут располагаться параллельно продольной оси крепежной детали или по спирали. Перед сборкой канавки заполняют двухкомпонентным клеевым составом. В первой канавке находится основной компонент клея, во второй активирующее вещество, в третьей снова основной компонент и т.д. В процессе сборки компоненты клея перемешиваются и заполняют зазор между резьбой крепежной детали и сформированной резьбой основной (корпусной) детали.

Недостатком данного изобретения является снижение стопорящих свойств получаемого соединения при незначительных отклонениях геометрии крепежной детали. Например, увеличенная глубина канавок. При этом в процессе сборки компоненты клея могут быть смешаны не полном объеме. В результате в некоторых частях резьбы будет отсутствовать клеевая фиксация.

Кроме того, нанесение двухкомпонентного клеевого состава перед сборкой требует дополнительной ориентации крепежной детали, усложняя процесс сборки. Радиальное отклонение крепежной детали от заданного положения на ширину канавки приведет к тому, что компоненты клея не заполнят канавки.

Известен способ сборки и клеевой фиксации крепежной детали (патент US №6896462, кл. F16B 39/02, 24.05.2005). Составная крепежная деталь представляет собой два винта, вставленных один в другой. При этом между двумя винтами образуется внутренняя полость, которая заполняется клеевым составом. Резьба внутреннего винта совпадает с резьбой в полости наружного винта. Наружный винт является самосверлящим и самонарезающим. Винты жестко соединены между собой тонкостенным металлическим рукавом. При этом в процессе сборки крутящий момент передается приводом на внутренний винт, далее через соединительный рукав на наружный винт, который ввинчивается в листовую деталь, формируя резьбовой профиль. После завинчивания и стопорения наружного винта дальнейшее вращение привода деформирует соединительный рукав. Внутренний винт вворачивается в наружный винт и вытесняет клей через специальные пазы наружного винта. Клей заполняет зазоры в резьбовом профиле, а также зазор между скрепляемыми листовыми деталями. Деформированный рукав блокирует вытеснение клея наружу (в месте стыка двух винтов).

К недостаткам изобретения относится сложность изготовления и предварительной сборки крепежной детали, которая сопоставима со сложностью самого сборочного процесса. Использование составных элементов крепежной детали значительно увеличивает стоимость и время подготовительного этапа. Наружный винт является самосверлящим, а это ограничивает область применения изобретения сборкой листового материала из легких сплавов.

Передача крутящего момента через соединительный рукав может привести к его несвоевременной деформации. Причиной может быть увеличение крутящего момента в процессе сборки, вызванное, в свою очередь, отклонениями в геометрии самосверлящего винта, «закусыванием» винта в процессе сборки, перекосом крепежной детали. Все это может привести к деформации соединительного рукава до окончания завинчивания наружного винта в основную деталь и несвоевременному вытеснению клея из внутренней полости.

Также недостатком изобретения является невозможность многократной сборки и разборки резьбового соединения. Составная крепежная деталь с деформируемым рукавом может использоваться только однократно, что экономически нецелесообразно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения тугого резьбового соединения и крепежная деталь (патент РФ №2173416, кл. F16B 25/06, 10.09.2001). Резьбовое соединение получают завинчиванием крепежной детали в гладкое отверстие металлической корпусной детали. Резьба крепежной детали выполнена с фосфатным изоляционным покрытием. Данное покрытие электрически изолирует контакт крепежной деталью и корпусом. В процессе завинчивания изоляционное покрытие истирается на деформирующем участке крепежной детали, оголяя металлическую часть боковой поверхности резьбы. При этом используется нагрев зоны контакта крепежной и корпусной детали электрическим током, а величина плотности тока устанавливается достаточной для пластификации металла. Оставшееся изоляционное покрытие способствует снижению коэффициента трения и крутящего момента. Сборка осуществляется в масляной ванне.

В изобретении используется крепежная деталь с завышенным резьбовым профилем деформирующего участка. Такая геометрия обеспечивает наибольшие контактные давления на деформирующем участке резьбы и снижает коэффициент трения на остальной части резьбы в процессе завинчивания.

К недостаткам данного изобретения следует отнести сложность подготовки сборочного процесса. Изготовление фосфатного изоляционного покрытия, а также сборка резьбового соединения в масляной ванне усложняют технологический процесс и повышают его стоимость. Кроме того, достигаемое снижение коэффициента трения с помощью фосфатного покрытия приводит к снижению стопорящих свойств готового соединения.

Техническим результатом изобретения является повышение стопорящих свойств получаемого резьбового соединения, снижение коэффициента трения и крутящего момента в процессе сборки.

Сущность способа заключается в том, что изготовление резьбового соединения резьбовой крепежной детали с корпусной деталью, имеющей гладкое отверстие, выполняется с предварительным левым вращением прижатой к фаске отверстия крепежной детали и разогревом зоны резьбового контакта электрическим током силой

,

где jП − плотность тока предварительного нагрева, А/мм2;

d − наружный диаметр резьбы, мм;

do − диаметр отверстия, мм;

φ − угол фасок на торцах крепежной детали и отверстия, град,

а завинчивание выполняется при правом вращении крепежной детали и нагреве зоны резьбового контакта силой тока

,

где KI − коэффициент силы тока (сила тока, приходящаяся на единицу окружной силы завинчивания, А/Н·с);

M − величина крутящего момента, Н·м,

отличается тем, что перед сборкой на резьбовую часть крепежной детали наносится анаэробный клей, электрически изолирующий направляющую часть резьбы от контакта с корпусной деталью и фиксирующий после сборки резьбовое соединение, при этом деформирующая и стопорящая части резьбы крепежного элемента выполнены с завышением профиля по наружному диаметру, а резьбовой профиль деформирующего участка в радиальном сечении имеет форму, отличную от стандартной окружности с целью уменьшения площади контакта и увеличения плотности тока в зоне контакта.

Выбор марки анаэробного клея зависит от требований к прочности соединяемых деталей и конкретных условий эксплуатации. Единственным требованием является диэлектрические свойства клея, данному требованию удовлетворяет большинство известных марок анаэробных клеев.

Направление вращения крепежной детали зависит от направления витков резьбы. В представленном способе описывается сборка стандартной «правой» резьбы.

На фиг.1 представлена схема сборочной машины. На схеме показаны резьбовое соединение, электросиловая установка с трансформатором Т1 и регулятором тока на симисторе VS, автоматика поддержания тока предварительного нагрева, рабочего тока, а также измерители тока и крутящего момента. Показано направление вращения крепежной детали при завинчивании.

На фиг.2 представлена крепежная деталь. Она содержит стержень с фаской и резьбовым профилем, разделенным на три части: деформирующую, направляющую и стопорящую. Показана область нанесения клея, а также конфигурация резьбового профиля. Деформирующая и стопорящая части резьбы выполнены с завышением профиля по наружному диаметру dн>d и dc>d.

На фиг.3 показаны примеры нестандартной конфигурации деформирующей части резьбы. Для уменьшения площади контакта и, соответственно, для увеличения плотности тока в зоне контакта, резьбовой профиль в радиальном сечении имеет форму, отличную от стандартной, например форму овала или треугольника со сглаженными вершинами (патентованный резьбовой профиль TAPTITE®).

На фиг.4 схематично показан процесс образования резьбового соединения. Выделена зона нагрева электрическим током. При этом зазор между резьбой крепежной детали и образованной резьбой корпусной детали заполнен анаэробным клеем.

Способ получения резьбоклеевого соединения реализуется следующим образом.

Электрический ток вырабатывается силовым трансформатором T1 и регулируется симистром VS (фиг.1). Включение трансформатора производит контактная группа K1. Управление током основного и предварительного нагрева реализуется по вертикальной схеме с помощью блоков:

- генератор опорного напряжения ГОН;

- усилитель сравнения УС;

- дифференциальный усилитель ДУ;

- формирователь управляющих импульсов ФИ.

Информацию о силе тока формирует цепочка - измерительный трансформатор T2, преобразователь измерительного тока ПИТ и верхний вход дифференциального усилителя ДУ.

Информацию о крутящем моменте передает другая цепь - тензодатчик момента Д, тензоусилитель ТУ, микроамперметр mA и нижний вход ДУ.

Режим предварительного нагрева включается в следующей последовательности:

1. В ручном режиме с пульта управления контактор K2 переводится в положение 2.

2. Устанавливается образец детали, крепежная деталь устанавливается в патрон и прижимается к торцу отверстия детали.

3. Включается контактор K1 и подключает трансформатор T1 к сети с напряжением Uс.

4. Резистором R3 эталонное напряжение Uэ, снятое с делителя Rд1, Rд2, подают на вход устройства сравнения УС, где формируется угол включения симистра VS.

5. Ток предварительного нагрева устанавливают визуально, вращая ручку резистора R3 по показаниям амперметра A.

Режим основного тока I устанавливают в другой последовательности:

1. Производят предварительную тарировку тензодатчика Д крутящего момента. При этом динамометр с датчиком нагружают через коромысло и тросовые тяги системой гирь.

2. Переключатель S устанавливают в положение 1. Показания о крутящем моменте снимают с микроамперметра mA и строят тарировочный график, который можно в дальнейшем использовать для любых резьб.

3. Переключатель S устанавливают в положение 2, а контактор K2 - в положение 1. Рассчитывают величину крутящего момента, соответствующего нужному типу резьбы. Расчет ведут либо по готовым экспериментальным формулам, либо по данным пробных завинчиваний.

4. В патрон машины и приспособление устанавливают образцы деталей для сборки. Резистором R1 по шкале микроамперметра устанавливают ток, соответствующий по тарировочному графику величине крутящего момента для нужной резьбы.

5. Включают трансформатор T1 и резистором R2 дифференциального усилителя ДУ устанавливают нужную силу тока электронагрева по шкале по шкале амперметра A.

6. Выключают трансформатор T1, удаляют образец соединения, а переключатель S устанавливают в положение 1.

После этой подготовки машина готова для сборки соединений с нужной резьбой.

Перед завинчиванием на резьбовую часть крепежной детали наносится анаэробный клей, обладающий диэлектрическими свойствами. Область нанесения клея показана на фиг.2.

С целью уменьшения крутящего момента в процессе сборки и для обеспечения наибольшей плотности тока на деформирующем участке резьбы первые витки выполнены с завышением наружного диаметра резьбы dн. Для увеличения стопорящих свойств соединения последние витки резьбы также выполнены с завышением наружного диаметра, которые не только увеличивают стопорящие свойства, но и блокируют клеевой состав в пределах резьбового зазора.

Для дополнительного увеличения плотности тока резьбовой профиль в радиальном сечении имеет нестандартный профиль. Например, на фиг.3 представлен радиальный профиль в виде овала или треугольника со сглаженными вершинами (фиг.3).

В известном способе применение фосфатного покрытия электрически изолирует направляющую часть резьбы и снижает коэффициент трения. Недостатками данного покрытия являются сложность его изготовления и снижение стопорящих свойств готового соединения. Использование клея устраняет данные недостатки.

Соединение крепежной детали с корпусной деталью выполняется при завинчивании крепежной детали (фиг.4). Нагрев зоны контакта происходит при прохождении электрического тока через стержень крепежной детали и через резьбу деформирующей части. Величина плотности тока устанавливается достаточной для пластификации металла. Температура нагрева при этом будет распределяться по длине резьбового контакта в форме, показанной на фиг.4.

Наибольший нагрев и наибольшие контактные давления будут действовать на деформирующую часть крепежной детали. При этом клей будет смещаться по виткам резьбы в направляющую часть крепежной детали, обнажая деформирующие витки для лучшего контакта с корпусной деталью. Клей одновременно электрически изолирует направляющую часть резьбы от корпуса и смазывает резьбовой профиль, особенно в зоне нагрева, где достигается его наибольшая пластификация. При этом кратковременный нагрев не снижает стопорящих свойств клея.

Последние витки резьбовой детали имеют завышенный диаметр и при завинчивании стопорят соединение. Кроме того, они надежно блокируют клей в резьбовом зазоре в направляющей части крепежного элемента.

После сборки происходит полимеризация клея, обеспечивая тем самым надежную фиксацию резьбового соединения.

Разборка соединения выполняется стандартными способами с учетом прочности клеевого соединения.

Способ изготовления резьбового соединения резьбовой крепежной детали с корпусной деталью, имеющей гладкое отверстие, выполняется с предварительным левым вращением прижатой к фаске отверстия крепежной детали и разогревом зоны резьбового контакта электрическим током силой

где jП - плотность тока предварительного нагрева, А/мм2;
d - наружный диаметр резьбы, мм;
do - диаметр отверстия, мм;
φ - угол фасок на торцах крепежной детали и отверстия, град,
а завинчивание выполняется при правом вращении крепежной детали и нагреве зоны резьбового контакта силой тока

где KI - коэффициент силы тока (сила тока, приходящаяся на единицу окружной силы завинчивания, А/Н·с);
M - величина крутящего момента, Н·м,
отличающийся тем, что перед сборкой на резьбовую часть крепежной детали наносится анаэробный клей, электрически изолирующий направляющую часть резьбы от контакта с корпусной деталью и фиксирующий после сборки резьбовое соединение, при этом деформирующая и стопорящая части резьбы крепежного элемента выполнены с завышением профиля по наружному диаметру, а резьбовой профиль деформирующего участка в радиальном сечении имеет форму, отличную от стандартной окружности с целью уменьшения площади контакта и увеличения плотности тока в зоне контакта.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при изготовлении соединительной штанги, усиленной на всех ее участках за счет использования волокон разной длины. Изготавливают корпус (1) из металлического материала, усиленного длинными волокнами (5), ориентированными, главным образом, вдоль его продольной оси (X).

Изобретение относится к фурнитуре для крепления облегченной плиты к перпендикулярно расположенной другой облегченной плите и направлено на возможность передачи больших сил в зоне соединения.

Изобретение относится к отрасли авиационной промышленности и может быть использовано при разборке обтекателей летательных аппаратов. .

Изобретение относится к устройству для защиты двух или более компонентов от коррозии и предотвращает ослабление крепежа. .

Изобретение относится к крепежным устройствам. .

Изобретение относится к области ремонтных технологий, в частности к способам фиксации подшипников качения в корпусе автоматической коробки перемены передач. .

Изобретение относится к сварочным губкам упаковочной машины, предназначенным для термосваривания упаковочных материалов. .

Изобретение относится к ленточным прессам. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам герметичного соединения дисковой детали с корпусом быстровращающегося ротора. .

Настоящее изобретение относится к узлу соединения двух компонентов воздушного судна. Узел соединения двух компонентов воздушного судна, содержащий первый компонент; второй компонент, сцепленный с первым компонентом в зоне сцепления, которая оканчивается кромкой; свободную зону, расположенную между кромкой зоны сцепления и кромкой второго компонента, при этом указанные компоненты не сцеплены в свободной зоне; и один или более крепежных элементов, проходящих через свободную зону и прикрепляющих первый компонент ко второму компоненту. Что позволяет предотвратить растрескивание клеевого слоя у конца стрингера, происходящего под действием максимальных напряжений сдвига.3 н. и 12 з.п.ф-лы, 6 ил.

Низкопрофильная фиксирующая кнопка обеспечена для адгезивного крепления к подложке временным или по существу перманентным образом. Фиксирующая кнопка включает множество, предпочтительно четыре, подвижных относительно центра спиц по существу в общей плоскости и удерживающих опорную пластину, имеющую самоклеящийся адгезивный материал на ней. Спицы удерживаются внешним упорным ободом и изначально ориентированы опорной пластиной, выдвинутой по направлению к подложке. В предпочтительной форме упорный обод сажается внутри отверстия, образованного на задней стороне большего крепления, выполненного с возможностью низкопрофильного крепления к подложке. Оказание давления на фиксирующую кнопку по направлению к подложке зацепляет выдвинутую опорную пластину адгезивом на ней с подложкой и воздействует на спицы для смещения относительно центра во втянутое положение, погружая по существу в упорный обод и любое соответственное большее крепление для низкопрофильного крепления к подложке. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 24 ил.

Сухие клеи // 2543188
Сухой клей, включающий микроструктурную и наноструктурную поверхность и эластичную поверхность, имеющую твердость по Шору А около 60 или менее. При этом микроструктурная и наноструктурная поверхность и эластичная поверхность способны образовывать сухое клеевое сцепление при контакте друг с другом посредством обратимого механического зацепления эластичной поверхности в микропорах и нанопорах. Технический результат, достигаемый при использовании заявленного клея, обеспечивает повышение сухой адгезии при повышении толщины эластичной поверхности. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 табл., 27 ил., 15 пр.

Изобретение относится к крепежной детали и направлено на повышение функциональности, удобство и гибкость использования. Крепежная деталь с основной частью, состоящей из газо- и влагонепроницаемого материала, которая служит для установки предмета и которая может быть зафиксирована посредством клея на опорной поверхности. На обращенной к опорной поверхности внутренней стороне основной части закреплен гидрофильный вкладыш, к которому обеспечен дозированный подвод влаги и на который может быть нанесен аэробный клей, причем клей вместе с гидрофильным вкладышем находится в газо- и влагонепроницаемом замкнутом полом пространстве, образуемом опорной поверхностью и основной частью. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к технологии склейки, то есть к способам склейки и подготовки к склейке поверхностей, ориентированных преимущественно ортогонально и работающих преимущественно на разрыв. Технология склейки, заключающаяся в том, что в клеевом соединении приклеиваемый элемент имеет по краям сквозные отверстия или пропилы, количество клея наносится с избытком, а отверстия и пропилы имеют с внутренней и/или с наружной стороны фаски. Технология склейки, заключающаяся в том, что обе контактирующие кромки приклеиваемого элемента имеют зигзагообразную форму. Техническими результатами являются повышение прочности склейки и предотвращение развития дефектов или повреждений клеевого соединения. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при монтаже навесных конструкций в базовых пористых материалах и направлено на повышение площади контакта строительного связующего раствора с пористым базовым материалом. Способ установки анкерного крепления включает подготовку отверстия в базовом пористом материале, установку в подготовленное отверстие полого удерживающего устройства с продольными выходными отверстиями, подачу в него строительного связующего раствора и введение в полое удерживающее устройство, заполненное строительным раствором, анкерного стержня. Подачу строительного раствора в полое удерживающее устройство осуществляют под избыточным давлением, под которым связующий раствор выдерживают перед установкой анкерного стержня, полое удерживающее устройство выполнено в виде дюбеля, головка которого снабжена пазами, а тело - выступами по всей его наружной поверхности в виде спирали, геометрические размеры которой на противоположных концах тела дюбеля больше, чем в его срединной части, причем продольные выходные отверстия расположены в срединной части тела дюбеля, диаметр наружной поверхности которой меньше, чем на противоположных концах тела дюбеля. 2 ил.

Изобретение относится к способу сборки металлических деталей в автомобилестроении. Используют первую и вторую металлические детали, по меньшей мере одна из которых включает металлическую панель, и самоклеящуюся полосу. Первая металлическая деталь включает первую металлическую панель с первой частью кузова автомобиля и первой кромкой вдоль края первой части кузова автомобиля, прилегающей к первому краю первой части кузова автомобиля. Вторая металлическая деталь включает вторую металлическую панель со второй частью кузова автомобиля и второй кромкой вдоль края второй части кузова автомобиля, прилегающей ко второму краю второй части кузова автомобиля. Самоклеящаяся полоса содержит термоотверждающееся соединение, содержащее смесь первого и второго эпоксисоединений и эпоксидный агент полимеризации. Средний молекулярный вес первого эпоксисоединения составляет не менее 1000 г/моль и оно содержит эпоксидные группы в количестве от 5 до 10 мольных процентов, а средний молекулярный вес второго эпоксисоединения составляет не более 400 г/моль. Массовое соотношение первого эпоксисоединения ко второму эпоксисоединению составляет от 0,8 до 4. Полосу располагают между указанными первой и второй металлическими деталями и соединяют их с образованием металлического стыка. Нагревают металлический стык с обеспечением термической усадки термоотверждающегося соединения самоклеящейся полосы. Достигается прочное скрепление соединяемых деталей с обеспечением требований по ударопрочности, относительному удлинению при разрыве и коррозионной стойкости. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к конструкции облицовочной панели преимущественно рельсового транспорта. Элемент (1) жесткости для облицовочной панели (2) выполнен в виде вытянутой листовой гнутой детали с по существу U-образным поперечным сечением и имеет вдоль своего среднего продольного участка (7) заливочные отверстия (8) для клеящего вещества. Сбоку от среднего продольного участка (7) элемент (1) жесткости имеет выгнутый желобок (9, 10), который проходит в продольном направлении элемента (1) жесткости на расстоянии вглубь от среднего продольного участка (7) и выполнен для введения соединительного пружинящего элемента (11) для соседней облицовочной панели (2). Средний продольный участок выполнен для контакта с панелью (2). Изобретение сокращает количество монтажных элементов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх