Резьбовое соединение деталей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«п966340

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01. 08 ° 80 (21) 2971003/25-27 (И) М. Кл.з с присоединением заявки Ì9(23) Приоритет

Р 16 В 31/00

В 29 D 1/00

Государственный комитет CCCP по делам изобретений и открытий

Опубликовано 151082,. Бюллетень Йо 38

Дата опубликования описания 15.10.82 (53) УДК 621. 88 (088. 8) (12) Авторы изобретения

В.Н.Шалыгин, Д.A. Романов, A.P. Романов

Ю.Н.Бочагов и Ю Й. Коца. (71) Заявитель

Ленинградский ордена Красного Знамени институт (54) РЕЗЬБОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕ1АЛЕИ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении изделий из композиционных материалов, например стеклопластиков, имеющих резьбовые отверстия под крепежные эле.менты.

Недостатками композиционных мате:риалов, снижающими при выполнении в них резьбового отверстия прочность резьбового соединения, являются низкие механические характеристики на трансверсальный отрыв, а также на . смятие и межслоевой сдвиг, что создает необходимость усиления зоны резьбы.

Известно резьбовое соединение деталей, одна из которых выполнена из композиционного. материала с армирующими элементами, которые представляют собой металлические, прослойки, например, из фольги, расположеннйе в плоскостях оси отверстия, параллельных слоям деталей, что позволя,ет предотвратить расслоение и преждевременное разрушение конструкции (1).

Однако указанная конструкция не позволяет достаточного эффективного повышения прочности резьбового соединения, поскольку композиционный материал, особенно при расположении оси резьбового отверстия перпендику-; лярно слоям материала, работает не только на трансверсальный отрьв, но и на скалывание резьбы. Поэтому надежная работа резьбового соединения возможна только при упрочнении композиционного материала и на отрыв слоев и на скалывание резьбы.

Цель изобретения — повышение прочности соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в резьбовом соединении деталей, одна.из которых выполнена из композиционного.материала с армирующими элементами, расположеннымн в зоне резьбового отверстия, армирующие элементы выполнены в виде отрезков ,из высокопрочного волокнистого материала, при этом последние расположены вокруг резьбового отверстия перпендикулярно и параллельно относительно его оси в зоне, ограниченной окружностью, описанной радиусом, равным 0,75 внутреннего диаметра резьбы, с постоянным убыванием процентного содержания отрезков по длине резьбового отверстия от входа резьбы к выходу.

966340

Формула изобретения

Кроме того, процентное содержание отрезков изменяется по закону гиперболического косинуса от 20-28 до

1-3% для отрезков, перпендикулярных оси резьбового отверстия, и от 2-6 ,до 0,3-1,5% для отрезков, параллельных упомянутой оси.

На чертеже изображено реэьбовое соединение деталей.

Резьбовое соединение деталей содержит деталь 1, выполненную в виде

1 резьбового стержня, установленного в резьбовом отверстии детали 2 из композиционного материала. Вокруг реэьбового отверстия в детали 2 расположены армирующие элементы, выполненные в виде отрезков 3 из высокопрочного волокнистого материала, размещенных параллельно относительно оси резьбового отверстия, и отрезков 4, размещенных перпендикуляр- 20 но относительно упомянутой оси. Отрезки 4 могут располагаться по отношению к резьбовому отверстию тангенциально и под произвольным углом., Процентное содержание отрезков 25 является переменным по длине резьбового отверстия, При нагружении резьбового соединения эксплуатационной растягивающей нагрузкой отрезки 4, асположенные в плоскостях, перпен- 30 икулярных оси резьбового отверстия в выступах резьбы, воспринимают срезающие нагрузки со стороны выступов резьбы детали l, а волокнистые отрезки 3, расположенные параллельно оси отверстия, предотвращают трансверсальное расслоение материала.

Проведенные испытания показывают, что при выпол: анни отрезков длиной

2-10 мм и диаметром 0,1-0,4 мм и при 4О размещении их с постоянным убыванием процентного содержания по длине резьбового отверстия от входа резьбы к выходу по закону гиперболического косинуса. обеспечивает максимальную трансверсальную прочность материала и исключает извлечение из него отрезков 4. Наибольшая эффективность достигается при изменении процентного содержания армирующих элементов от 20-28 до 1-3% для отрезков 4, и 50 от 2-6 до 0,3-1,5% для отрезков 3, а также при размещении упомянутых элементов-вокруг резьбового отверстия в зоне, ограниченной окружностью,,описанной радиусом, равным 0,75 внутреннего диаметра резьбы. Размеры этой

Зоны определяются экспоненциальным характером распределения напряжений, вблизи резьбового отверстия.

Предлагаемая конструкция резь-. бового соединения деталей, одна иэ которых выполнена из композиционного материала, обеспечивает повышение прочности соединения, поскольку отрезки из высокопрочного волокнистого материала, расположенные параллельно оси резьбового отверстия, увеличивают прочность в трансверсальном направлении, а отрезки, расположенные в плоскостях, перпендикулярных оси отверстия, воспринимают срезающие нагрузки со стороны высту« пов резьбы ответной части.

1. Резьбовое соединение деталей, одна из которых выполнена из компоэицйонного материала с армирующими элементами, расположенными в зоне резьбового отверстия, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности соединения, армирующие элементы выполнены в виде отрезков из высокопрочного волокнистого материала, при этом последние расположены вокруг резьбового отверстия пацаллельно и перпендикулярно относительно его оси в зоне, ограниченной окружностью, описанной радиусом, равным 0,75 внутреннего диаметра резьбы,,с постоянным убыванием процентного содержания отрезков по длине резьбового отверстия от входа резьбы к выходу.

2. Соединение по п.l, о т л и -. .ч а ю щ е е с я тем, что процентное содержание отрезков изменяется по закону гиперболического косинуса от 20-28 до 1-3% для отрезков, перпендикулярных оси резьбового отверстия, и от 2-6 до 0,3-1,5% для отрезков, параллельных упомянутой оси.

Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

Р 408065, кл. Р 16 В 31/00, 1971 (прототип) .

966340

Заказ 7811/49 Тираж 803

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Составитель H.Ïîæèäàåâà

Редактор E.Ëàçóðåíêî Техред Е.Харитончик - Корректор O.Билак