Конструкция телескопического соединения керамики с металлом

 

Союз Советскнк

Сецналнстнческнк

Реслублнн

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

730662

=а (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (51) VL. КЛ. (22) Заявлено 28.08. 78 (21) 2665331/25-2 7 с присоединением заявки №

С 04 В 37/02

В 23 К 33/00

Госудврстввииый комитет (23) Приоритетдо делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.04.80. Бк>ллетень ¹ 16 (53) УДК 621.791..3(088.8) Дата опубликования описания 05.05.80 (72) Авторы изобретении

В. К. Ерошев, B. Q. Павлова и Л. В. Макарова

Г

> ! с;;(1 (7I ) Заявитель (54) КОНСТРУКТ!ИЯ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ

КЕРАМИКИ С МЕТАЛЛОМ

Изобретение относится к области пайки,-в частности к конструкциям паяных соединений разнородных материалов.

Известна конструкция телескопического паяного соединения керамики с металлом, при котором охватываемая керамическая деталь спаяна непосредс1 венно с охватывающей металлической деталью (1).

Однако эта конструкция работоспособна лишь при малой толщине стенки металлической детали.

Известна конструкция телескопического соединения керамики с металлом, содержащая металлическую кольцевую манжетку, спаянную с керамической деталью и соединенную с металлическим фланцем (2). Использование переходной манжеты позволяет соединять пассивные керамические и металлические детали с телескопическим расположением бе;. нарушения вакуумной плотности при нагревах и охлаждениях.

Для обеспечения термической и меха».

IHIPiBcKoA надежности спая керамики с металлом расстояние от спея по цилиндрической манжете до места соединения с металлическим фланцем должно быть не

5 менее — — — >

4К 41с э u )

-гт;к

10 ,Π— коэффициент Пуансона;

4 1 — толщина керамического цилиндра; — наружный радиус цилиндра.

Для повышения термостойкости охВВтываюших спаев в работе делают с про15 тивоположной cTop os&I QT мета ллок ер а мического спая свободный конец манжеты, размер кото oro должен быть не менее

0,4- О, 6 <7н, R . Так для охватывающего соединения наружным диаметром

100 мм общая высота манжеты из ковара толщиной 0,8 мм при пайке с коварс вым фланцем равна 1 7 мм (выступаю 1asA конец спай равный 5 мм и расстояние от спая до фланца), а при ппйке с

730() т) 2

3 медным фланцем 25,7 мм в то время как сам спай керамики с металлом занимает 5 мм, т. е. габариты соединения в известном решении в 3,4 — 5,1 раза больше, чем непосредственный спай с

5 металлом. Приведенное техническое решение является наиболее близким кданному.

Недостатком известного соединения керамики с металлом является его большие габариты, в то время как оптималь- то ным конструктивным решением металлокерамического соединения является такое, при котором спай расположен в зоне металлического фланца или лишь незначительно эа нее выступает. Кроме того, максимальные термомеханические напряжения возникают в месте выходя манжеты из зоны спая, что снижает надежность металлокерамического соединения и может вызвать надрыв спея. 20

Иель изобретения — снижение габаритов металлокерамического соединения и повышение его надежности.

Qna достижения поставленной цели в телескопическом соединении керамики с металлом с использованием манжеты nput паиваемой к керамической детали и соединяемой с металлическим фланцем, манжета выполнена тавров я.о с) чения, причем, с керамической деталью спаяна йолка тавра, а с металлическим фланпем стенка тавра.

Пополнительно для повышения механи ческой прочности соединения на метал» лическом фланце выполнены радиальные выступы, расположенные с одной или двух сторон от стенки тавровой манжеты, не доходятцие до полки манжеты.

Манжета таврового сечения исполт зуется как с бандажом, так и беэ бан- 4о дажа, а металлический фланец — любой формы.

Максимальные термомеханические . напряжения, возникающие в металлокерамическом спае в зоне напротив стенки 4 тавровой манжеты, гасятся к краям полки тавровой манжеты, не вызывая надрыва металлокерамического сная, а радиальные выступы, на которые опирается стенка тавровой манжеты, воспринимают а осевые нагрузки, действующие на керамическую деталь, не вызывая разрушения тавровой манжеты.

Толщина полки тавровой манжеты может быть минимальной, равной 0,1- 55

0,5 мм так как она не является вакуумноплотиой оболочкой, а толптина стенки тавровой манжеты вь бирается исходя тти сохранения ею вакуумной плотности.

Д

Для упроще)тия техно))с)Гтти изготО))л),— ния металлокерамическот о соедттттс ния тавровая манжета может изготавливатт ся непосредственно проточкой металлического фланца, а опорные радиальные выступы могут быть изготовлены в ви1 де накладных колец, соединяемых пайкой или сваркой с металлическим фланцем.

Для дальнейшего повышения механической прочности металлокерамического соединения и упрощения технологии его получения в металлокерамическом соединении могут быть использованы две тавровые манжеты, расположенные с обеих сторон радиального выступа металлического фланца.

На фиг. 1а изображено металлокерамическое соединение с тавровой манжетой; на фиг. 16 — то же, но тавровая манжета выполнена как единое целое с металлическим фланцем (в этой конструкции дополнительно используется бандаж); на фиг. 2а — металлокерамическое соединение с одним радиальным выступом для соединения, нагруженного силой Р с одной стороны; на фиг. 26 — то же, с двумя радиальными выступами в виде накладных колец, сваренных с фланцем

) на фиг. 2в — то же, с двумя тавровыми манжетами. Соединения, показанные на фиг. 26 и 2в, воспринимают внешнюю нагрузку в любом направлении..

Металлокерамическое соединение состоит из керамической детали 1, манжетьт таврового сечения 2, состоящей из полки 2а и стенки 26, металлического фланца 3 и бандажа 4.

Габариты предлагаемого металлокерамического соединения суптественно ниже, чем ранее известных соединений с охватывающими спаями, термостойкость находится на таком же уровне, а механическая прочность существенно выше, чем у аналогичных соединений с цилиндрической манжетой.

Так габариты металлокерамического соединения диаметром 50 мм, (фиг. 2а) равны 5 мм, против 13,5 мм, термостойкость 45-55 циклов, а механическая прочность при толщине полки тавровой манжеты 0,3 мм и стенки 1 мм 3540 кг ,) что превышает по прочности спаи с цилиндрическими манжетами в 4-5 раз при меньших в 2, 7 раза габаритах. формула изобретения

1. Конструкция телескопического соединения керамики с металлом, содержащая металлическую кольцевую манжету, 7. 06 62

Фцр (Фиг.2

Составитель Ф. Конопелько

Редактор H. Гсрват Техред Ж. Кастелевнч Корректор М. Б!арф "

:заказ 1448/6 Тираж 671 Подписное

ШП!ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектиа», 4.спаяннун с керамической деталью и соединенную с металличесKèì фланцем, отличаюшаяся тем,что,с пелью уменьшения габаритов соединения и повышения его надежности, манжета выполнена таврового сечения и с керамической деталью спаяна полка тавра, а с металлическим фландем соединена стенка тавра.

2. Конструкция по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что на металлическом фланне выполнены радиальные выступы, расположенные с одной или ь двух сторон от стенки тавровой манжеты и не доходятпие до полки манжеты.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по пайке.

Под ред. Лобанова C. H., Петрунина И. Е., Фролова B. П. М., Машиностроение, 1975, с. 303-305, рис. 12.

1О 2. Батыгин В. Н., Метелкин И. И„

Решетников А. М. Вакуумно-плотная керамика и ее спаи с металлом. М., Энергия, 19 73.