Патент ссср 402241

 

402 24l

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Г3АТЕ НТУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

Зависимый от патента №

М. Кл. F 16b 19/10

Заявлено 23.VII.1970 (№ 1458701/1683974/

25-27)

Приоритет 28Х1I.1969, № 37689/69, Великобритания

Опубликовано 12.Х.1973. Бюллетень ¹ 41

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нзоорете ий н открытий

УДК 621.884(088.8) Дата опубликования описания 19.II.1974

Автор изобретения

Иностранец

Гарви Филип Джил (Великобритания) Иностранная фирма

<Аерлат А,Г.» (Швейцар.ия) Заявитель

ТРУБЧАТАЯ ЗАКЛЕПКА

Изобретение относится к области машиностроения.

Известна трубчатая заклепка, содержащая цилиндрический полый стержень и головку.

Однако эта заклепка не обеспечивает надежного соединения деталей и разрушается при вибрационных нагрузках.

Цель изобретения — повышение надежности соединения.

Предлагаемая трубчатая заклепка в отличие от известной выполнена с радиально расширяющимся в сторону головки коническим участком, соединяющим стержень и головку, толщина которого равна толщине стержня.

Угол при вершине конической поверхности участка может быть равен 40 — 50 С.

Внутренний диаметр стержня заклепки может быть выполнен одинаковым по всей ее длине, а хвостовой участок стержня — с увеличенным наружным диаметром, имеющим скос, направленный в сторону головки заклепки, с углом наклона от 45 до 100 .

На фиг. 1 — 9 показана последовательность этапов установки описываемой трубчатой заклепки при помощи протягиваемой через нее оправки; на фиг. 10 — несколько измененная форма заклепки.

Трубчатая заклепка содержит тело 1 с радиально расширяющейся головкой 2 и имеет отверстие 3. Участок тела заклепки, примыкающий к головке, имеет коническое расши5 рение наружу в сторону головки, расширяющуюся коническую наружную поверхность 4 и внутреннюю коническую поверхность 5. Угол между внутренней и наружной коническими поверхностями составляет около 40, так что

lO толщина стенки конического участка тела заклепки остается постоянной вдоль его длины и равна толщине полого стержня. Внутренняя коническая поверхность 5 продолжается на всю толщину головки заклепки до кольцевой

15 кромки 6 заклепки. На наружной конической поверхности 4 тела заклепки расположена выемка 7.

Расточснное отверстие 3 заклепки содержит участок 8 равного диаметра, простираю2О щийся от узкого конца внутренней конической поверхности 5 через хвостовой участок заклепки. Тело заклепки состоит из участка 9 одинаковой толщины, хвостового участка 10, имеющего самый большой наружный диа25 метр, так что на нем предусматривается участок с увеличенной толщиной стенки.

Хвостовой участок имеет наружную поверхность, включающую цилиндрический участок

402241

11 равного диаметра, сочленяющий конец хвостовой кромки 12 тела заклепки; кромка

12 расположена перпендикулярно к оси «;lклепки. Участок 11 имеет равный диаметр и присоединяется к наружной поверхности внутреннего участка 9 заклепки при помощи конической поверхности 13.

Угол конуса равен -75 . Длина по осп утолщенного участка 10 равна примерно двойной толщине стенки внутреннего у >астка 10

9 тела заклепки. Наружный диаметр утолщенного участка 11 приблизительно равен диаметру кольцевой кромки 6. Через тело заклепки пропускают оправку, включающую в себя удлиненный стержень 14, имеющий диа- 15 метр, свободно проходящий внутри заклепки.

Сделанная заодно с этим стержнем головка

15 включает конический участок 16 с относительно тупым ооразующим углом, узкий конец которого согласуется с наружно>1! по- 20 верхностью стержня 14. Головка 15 оправки включает цилиндрический участок 17 равного диаметра, являющийся продол>ксписм широкого конца конического участка 16. Конец головки, удаленный от стержня, пмсс Г 25 плоскую кромку 18, расположенную псрпс иди!л лярно к Оси стержня. Кроме ТОГО, и рс, 1:,— смотрен еще один конический участок 1 >, с,>единяющий плоскую концевую кромку 18 с концом цилиндрического участка 17. Длина 30 по оси участка 17 равна приблизительно cr.o диаметру. Диаметр участка 17 больше гнутрсннсго диаметра расточенного î fBppcTIIE заклепки.

Заклепка и оправка используются для со- 35 единения металлических листов 20 и 21, ii>icющих отверстия 22 и 23. Диаметры отверстий 22 и 23 выбираются соответственно такой величины, чтобы быть доста Гo lili Drrr для того, чтобы утолщенному хвое>х>>н>му 40 участку 10 заклепки пройти через нп;. Мс>иду листами 20 и 21 имеется небольшой зазор.

Выбранная форма заклепки позволяет соединить листы в нужном положении. Расстояннс по оси от кольцевой плоскости участка 8 па 45 нижней стороне головки заклепки выбирается нс менее общей толщины между наружной кромкой 24 листа 20 и противоположнон наружной кромкой 25 листа 21.

Хвостовой участок заклепки с головкой 50 оправки, выступающей на заклепку, ввод>ггся с помощью пневматического клепаль>!ого молотка через отцентрированные отверстия

22 и 23 до тех пор, пока наружная коничсская поверхность головки 2 заклепки не всту- 55 пит в контакт с ближайшей наружной кромкой 24 листа. На фиг. 1 показано, что в этом положении нижняя кромка 26 отверстия 22 соприкасается по окружности с наружной конической поверхностью 4 тела заклепки, 60 примыкающего к головке 2. Эта наружная коническая поверхность оказывает воздействие на центровку головки 2 заклепки, как только коническая IIGBcpxHocTb входит в кромку 26 отверстия 22. 65

На фиг. 2 направляющая конического у"! ас 1 ка 16 головки оправки начала входить в утолщенный участок 10 на хвосте заклепi;>i. j(or!!i«ccraEIir у часток 16 Eia ro1овке Оправки образовал сопряженную коническую поверхность 27 внутри хвостовой части заклепки. Кольцевая конечная кромка 12 хвостовой части заклепки отклоняется наружу, и цилиндрический участок 11 хвостового конца заклепки деформируется в небольшой конус.

Первоначальная коническая поверхность 13 концевого участка 10 хвостовой части заклепки также деформируется в конус с еще более тупым образующим углом.

На фиг. 3 головка 15 оправки вошла еще дальше в хвостовую часть заклепки. Коническая поверхность 27 внутри хвостового конца просверленного отверстия заклепки, образованная коническим участком 16 головки 15 оправки, выступает за самый широкий конец конического участка 16 и окружает направляющий конец цилиндрического участка 17 головки оправки. Самая широкая часть кони Icñêoé IloIIPpxHocTH стержня 14 в хвостовой части просверленного отверстия заклепки по своему диаметру шире самой широкой части конического участка 16 на головке 15 оправкоторая ооразова 7а коническу io поверхность 27. Это объясняется тем, что часть заклепки за пределами тыльного листа не под-держивается в радиальном направлении и является достаточно жесткой, чтобы после того, как цилиндрический участок 16 оправки прошел вдоль заданной зоны, эта зона не контактировала с участком 17, EIо оставалась в основном прямой (если рассматривать в разрезе) в наклонном направлении наружу, которое было задано для нее конической частью оправки. Направляющая кромка 28 перемещается вперед в направлении к головке заклепки впереди направляющего конца головкп оправки (на фиг. 3 на уровне кромки 25 листа 21).

1-la фиг. 4 головка оправки вошла еще дальше в тело заклепки, и направляющий конический участок 16 головки находится теперь за первоначальным положением конической поверхности 13 хвостового участка заклепки. Расширяющаяся в радиальном направлении стенка тела заклепки соприкасается с глухим концом отверстия 23 в листе 21 на тыльной кромке 25. Хвостовой участок тела заклепки возвратился несколько обратно в направлении своей первоначальной конфигурации по сравнению с фиг. 3.

Таким образом, коническая поверхность 27, образованная внутри хвостового участка просверленного отверстия заклепки, возвратилась к цилиндрической поверхности или приняла параллельные очертания, т. е. ее конический угол уменьшился. Коническая кромка 12 тела заклепки становится опять в основном плоской и перпендикулярной к оси заклепки. Объяснение такому обратному дви.

>кению хвостового участка 10 тела заклепки

402241 следует усматривать в том, что часть тсля заклепки в действительности повернулась в некоторой степени вокруг коцтактнои поверхности 29 благодаря давлению направляющей конического участка 16 головки 15 оправки на участок стенки просверленного отверстия заклепки, который находится перед контактирующей поверхностью.

Уменьшение длины заклепки во время се установки произошло благодаря переносу ма- 1О териала заклепки от ее хвостового участка в направлении головки при помощи головки оправки во время ее прохождения через заклепку, а также благодаря ее осевому сжатию. 15

Головка оправки (фиг. 5), проходя в отверстие заклепки, притягивает тыльный лист 21 ближе к фронтальному листу 20, уменьшая таким образом зазор 30 между ними. Расстояние вдоль наружной поверхности тела за- 2О клепки между концом кромки 12 заклепки в контактной поверхности 29 не изменилось.

Таким образом, расстояние между кромками

25 и 24 уменьшается благодаря уменьшению осевой длины тела заклепки между этими 25 двумя плоскостями.

Направляющая кромка 28 при деформации наружной поверхности тела заклепки продвинулось в положение в пределах фронтального листа 20. Толщина тела заклепки в 50 направлении к хвостовой части заметно увеличилась. Более широкий конец конического участка 16 на головке 15 оправки еще пока не достиг уровня кромки 25 тыльного листа

21, а конический участок 16 находится в ос- з5 новном в пределах толщины тыльного листа 21.

Материал части тела заклепки, которая расположена с противоположной стороны конического участка 16 головки 15 оправки, ня- 4О ходится в контакте со стенкой отверстия 23 на тыльном листе 21. Материал заклепки ffc проник в зазор 30 между листами. Деформация наружной поверхности тела заклепки в действительности еще не достигла внутренней 45 поверхности тыльного листа 21, который ограничивает одну сторону зазора 30 (фиг. 5).

На фиг. 6 лист 21 приводится в КО:»такт с листом 20 благодаря прогресс»»р, ю!ц< ll ..»с— формации те 1а зя клепки. ? ч»! Сто!с ffif ph жнОЙ 50 стенки тела заклепки, который няходигся в контакте со стенкой отвсрстия 23 в листе 21, только что достиг внутренней поверх!»ост»! ме кду листами 20 и 21. Следовятелы»О, матсриал тела заклепки не проникает в зазор 30 между листами до тех пор, пока листы нс будут соединены вместе при помощи заклепки. Более широкий конец конического участка 16 головки оправки находится ца олпом уровне с кромкой 25 листа 21. Направляю- 60 щая кромка 28 при деформации тела заклепки приближается к узкому концу наружной конической поверхности 4 тела заклепки.

На фиг. 7 головка 15 оправки продвинулась через расточенное отверстие заклепки еш 65 дялыцс до точки, в которой направляющая коццчсского участка 16 головки оправки вон»ля В ко! i! f !сск»IЙ 1 часток тc7я зя к 7спки, и направляющая кромка 28, получечная в результатс деформации на наружной поверхности тела заклепки, частично продвию лась в сторону вдоль наружной конической поверхности 4. Материя 7 тела заклепки деформируется в сторону го,7овки 15 оправки и контактирует со стснкями отверстий 22 и 23.

В этом положении остается небольшой кольцевой зазор 31 между наружной конической поверхностью 4 на теле заклепки, примыкающей к головке, и эта часть степки отверстия

22 находится o fff?Kc к кромке 24 листа 20.

Направля»оп,яя более узкой части конического участка 16 головки 15 оправки вступила в раструб, образованный внутренней конической поверхностью 5 тела заклепки, в то время кa«oo,7cc ff»ffpo«az часть конического участка 16 головки оправки контактирует с телом заклепки.

Противоположный конец конического участка 16 головки оправки и направляющий конец цилиндрического участка 17 вошли в раструбный конец головки расточснного отверстия заклепки, образованный внутренней конической поверхностью 5 (фиг. 8) . Это произошло вследствие того, что он был заполнен материалом из тела заклепки, вдоль которой проталкивается головка оправки.

Кольцевая выемка 7 на нижней кромке головки зак,7епки уменьшилась по своим размерам благодаря движению материала тела заклепки B направлении к концу головки заклепки и частично давлению, вызванному на головке заклепки реакцией носовой части пневматического клепального молотка при проталкива»»иц оправки. Результатом этого является то, что участок стенки тела заклепки, примыкающий к головке заклепки, в основном увеличился в своей толщине и в своей массе. Деформированная наружная поверхность тела заклепки сильно прижимается к стенкам отверстий 22 и 23 по всей комбиHHpoBBHfIoff длине отверстий от фронтальной кромки 24 до тыльной кромки 25 листов.

1-1я фпг. 9 изображена оправка, полнсстью вытянутая цз расточенцого отверстия установленной зяк Icпки, скрепляющая листы 21 и 22.

П I? С Д м е T 11 3 О О р с Т C !» 11 51

1. Труб»ятяя заклепка, содержащая цилиндрический полый стержень и головку, от гичаюигаягя тем, что, с целью повь»шения надежности соединения, она выполнена с радиально расширяющимся в сторону головки коническ»»м учяс7.ком, соединяющим стержень и головку, толщина которого равна толщин стержня.

2. Заклепка по и. 1, отлггчаюигаяся тем, что угол при вершине конической поверхности участка равен 40 — 50 .

402241

Фиг. У

Фиг р

4"иг g

Риг 4

3. Заклепка по пп. 1 и 2, от гичающаяся тем, что внутренний диаметр стерккня заклепки выполнен одинаковым по всей ее длине.

4. Заклепка по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что хвостовой участок стержня заклепки выполнен с увеличенным наружным диаметром.

5. Заклепка по п. 4, отличающаяся тем, что на увеличенном нару кном диаметре выполнен скос, направленный в сторону головки заклепки, с углом наклона от 45 до 100, 402241 и

2Р

Фиг.3

Фиг 10

Составитель В, Холодкова

Техред T. Курилко

Корректор Е. Хмелева

Редактор Л. Жаворонкова

Заказ 270/15 Изд. № 142 Тира>к 826 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, .гК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2