Соединение оболочек из композиционных материалов

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

« i 7О81О2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено ОБАЯВ.77 (21) 2519315/25 — 27 с присоединением. заявки УЙ (23) Приоритет (5! )М. Кл.

F 16 1 9/10

Ьауюрстввяяь«а квнитет

СССР ве делам иаебретения н еткрытвя

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень М 1 (53) УДК621.6.06 (088.8) Дата опубликования описания 05.01.80

И. А. Егоренков, В. B. Чернецкий, Н. Н. Марьинский, Г. А. Веденин и В. И. Колганов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) COEHHHEHHE ОБОЛОЧЕК ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Предлагаемое изобретение относится к производству строительных конструкций оболочечного типа и может быть использовано в различных областях строительной техники, например, для стыковки труб-оболочек секцион1 ного типа, отсеков водонапорных или силосных башен, шахтных колодцев, мостовых колонн и других строительных сооружений, подверженных действию осевых или изгибных нагру10

Известна конструкция узла стыковки стеклопластиковой оболочки с краевыми деталями (1!.

Концевая часть трубы-оболочки снабжена

15 опорным поясом, в котором со стороны силового торца установлены втулки-фиксаторы, скрепленные с ним резьбой и клеем.

Опорный пояс узла с внешней стороны перекрыт стрингерами, имеющими в зоне опор20 ного пояса ступенчатые переходы, и скреплен с ними, а также с силовыми слоями и втулками-фиксаторами штифтами с опорными буртиками со стороны внешних слоев, поставленными на резьбе или клее перпендикулярно слоям трубы-оболочки.

Однако конструктивное исполнение узла предусматривает наличия в краевой зоне опорного пояса большого количества как продольных, так и радиальных взаимопересекающихся отверстий под установку реэьбовых фиксаторных втулок, что ослабляет ее силовые сечения.

Усиление этих зон дополнительным количеством армирующего материала приводит к увеличению веса конструкции, ее габаритов и перерасходу сравнительно дорогого композиционного материала.

Кроме того, большое количество резьбовых элементов при длительном воздействии осевых нагрузок или при большей затяжке стыка релаксируют совместно с композиционным материалом, снимая предварительную затяжку в резьбовых соединениях и уменьшая надел.ность их в работе.

Целью изобретения является повышение надежности стыка.

Цель достигается тем, что соединение оболочек из композиционных материалов снабжено

708102

3 секторными шпонками с расширяющимися хвостовиками и схемными резьбовыми элементами, установленными в расширяющиеся хвостовики, а торцы металлических колец выполнены с кольцевыми канавками, в которых размещены секторные шпонки.

На фиг. 1 дано описываемое соединение оболочек, сечение А — А; на фиг. 2 — 3 — стыковочный узел, сечения Б — Б и  — В фиг. 1.

Предложенное шпоночно-болтовое соединение предназначено для стыковки оболочек, состоящих из внутренней 1 и наружной 2 тонкостенных обечаек и среднего слоя теплоизоляции 3 между ними. Краевые несопрягаемые торцы оболочек закрыты шпангоутами 4, выполненными из композиционного, например тканого, материала.

Торцевые сопрягаемые между собой при стыковке оболочки прикрыты заранее отпрессованными кольцевыми шпангоутами 5, например, двутаврового или таврового профиля, между которыми для придания стыку прочности и жесткости размещены металлические кольца 6 и 7., обжимающие боковые стенки шпангоутов по торцам.

Средние части торцов сопрягающихся колец выполнены с кольцевыми расширяющимися канавками, в которые через боковые пазы 8 при снятых вставках 9 заводятся с круговым смещением относительно пазов шн 10 и 11, в сборе образующие на стыке замкнутое разрезное кольцо с хвостовиками, входящими в зацепление с канавками колец 6, находящихся на ".îðöàõ 12 стыкуемых оболочек.

При этом шпонки выполняют с резьбовыми отверстиями 13, целевое назначение которых поясняется на фиг. 2.

Затем через боковой паз при снятых вставках 9 заводятся шпонки 10 с резьбовыми отверстиями, а в них, при сопряжении торцов секций, заводятся шпильки 18, которые затягиваются элементами 22 и 23, создающими предварительный натяг в стыке.

После поджатия стыка через пазы 8 (фиг. 1, сечение А — А) в кольцевые пазы заводят шпонки ll„KoTopM co M Ho co шпонками 10

1О образуют разрезное кольцо с кольцевыми хвостовиками, скрепляющими стыки смежных секций, В случае необходимости зазоры между кольцевыми канавками в кольцах 6 и шпонками 10 и 11 заполняются клеевой массой 24, после отверждения которой образуется неразъемное соединение двух труб-оболочек, равнопрочное с другими их сечениями.

Полезность предложенного технического решения заключается в следующем. — улучшается компановка стыковочного узла, уменьшаются его габариты, вес, упрощается процесс его сборки;

2 — повышается прочность, жесткость и герметичность стыковочного узла; — уменьшаются релаксационные напряжения в стыке, так как с использованием предложенI ной компановки все слои стыкуемых оболочек воспринимают равномерно распределенные нагрузки; — уменьшается концентрация напряжений в зоне стыка, так как закладные металлические детали и резьбовые элементы в предложенном соединении отсутствуют.

На начальном этапе стыковки оболочек через пазы 8 в пазы колец заводятся только шпонки с резьбовыми отверстиями. По круговому пазу в кольцах они передвигаются, например, при помощи гибкого щупа до технологических боковых пазов 14, меньших, чем боковые пазы 8, размеров. В шпонках 10 выполнены радиальные нерезьбовые технологические отверстия 15 для фик:сации шпонок,. например, посредством кондуктора перед отверстиями 16 и 17, через которые в резьбовые отверстия 13 шпонок завинчивают шпильки 18.

Последние заводятся в зону стыка через несквозные пазы 19, выполняемые в оболочке за шпангоутами двутаврового (таврового) профиля.

Кольцо 6, расположенное слева от стыка (фиг. 2), стягивается. шпангоутом 5 и кольцом 7 посредством болтов 20, устанавливаемых со стороны стыка в продольные отверстия, выполненные за кольцевой канавкой 21.

Формула иэо брете ния

Соединение оболочек из композиционных материалов, включающее, предварительно опрессованные, кольцевые шпангоуты, размещенные между внешними и внутренними обечайками и обжатые металлическими кольцами, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено секторными шпанками с расширяющимися хвостовиками и схемными резьбовыми элементами, установ5О ленными в расширяющиеся хвостовики, а торцы металлических колец выполнены с кольцевыми канавками, в которых размещены секторные шпонки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 310085, кл, F 16 L 9/10„ 1969 (прототип).

708102

Составителя A. Голов

Те реп ° H. Бабурка

Корректор Т. Скворцова

Редактор Н. Вирко

Заказ 8461/31

Тираж 1 Подписное

UHHMHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва; Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4