Заклепка для соединения хрупких материалов

) (11 1)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЫИ Р(ИМИШЛВННОЙ8 Ч НОСТИ ие ВПГБ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЪСТВУ СКОМУ К инений пример бретени ку 1 и оч кои зМягки рное ра мке от Клепк(71) Самарский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей(56) Григорьев В.П., Голдовский П,Б. а конструкций из легких сплавов. - Оборонгиз, 1954, с.91.Авторское свидетельство СССР М 1508021, кл. Р 16 В 5/04, 1987.(54) ЗАКЛЕПКА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ХРУПКИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: закления заклепочных саедхрупких материалов, наонных. Сущность изоимеет закладную головский стержень 2 с протмягким материалом 3.обеспечивает равномеусилия раздачи по крозаклепку, 3 ил. ля образовадеталей из композиция: заклепка цилиндричеаполненной й материал спределение верстия подИзобретение относится к машиностроению. в частности к конструкции заклепок для соединения хрупких материалов, например композиционных,Известна заклепка, выполненная в виде сплошного цилиндрического стержня и закладной головки, При клепке этих заклепок выступающая из пакета склепываемых конструктивных элементов часть цилиндрического стержня осаживается усилием расклеп ы вания с образованием замыкающей головки,Недостаток этих заклепок заключается в том, что при клепке, в районе замыкающей головки заклепки,происходитзначительная раздача стержня заклепки, воспринимаемая острой кромкой на выходе отверстия под заклепку, что приводит к разрушению хрупких материалов. Кроме того, значительная твердость материала заклепки препятствует заполнению неровностей отверстия в зоне замыкающей головки, что не обеспечивает в ряде случаев герметичность соединения и требует применения герметизирующих материалов.Известна также заклепка с хвостовиком из мягкого материала, При клепке замыкающая головка, образуясь из мягкого материала, не создает большой раздачи высокопрочного материала стержня и, хорошо заполняя неровности отверстия в зоне замыкающей головки, обеспечивает достаточную герметичность.Недостатками этой заклепки являются: концентрация напряжений в зоне стыка материалов, которая может привести к разрушению в эксплуатации и, кроме того, невысокая прочность замыкающих головок на отрыв, что ограничивает их применение.Известна также заклепка, содержащая цилиндрический стержень с закладной головкой и кольцевой пооточкой, заполненной материалом, более мягким, чем материал стержня.Недостаток известной заклепки заключается в том, что кольцевая проточка с мягким материалом находится в середине пакета и не препятствует разрушению хрупкого материала пакета в зоне образования замыкающей головки.Цель изобретения - повышение надежности заклепочного соединения путем исключения повреждения хрупкого материала соединяемой детали в зоне замыкающей головки,Указанная цель достигается выполнением кольцевой проточки на расстоянии до ее середины, равном толщине пакета соединяемых деталей, а кольцевая проточка выполнена глубиной до 0,15 диаметра стержняи шириной до 0,4 диаметра.На фиг.1 изображена заклепка до образования соединения, общий вид; на фиг.2 -5 соединение после образования замыкающей головки; на фиг.З - распределение радиальных контактных напряжений вотверстии под заклепку по высоте пакетапосле клепки,10 Заклепка имеет закладную головку 1 ицилиндрический стержень 2 с проточкой, заполненной мягким материалом 3,В процессе клепки, за счет наличия мягкого материала на стержне заклепки в зоне15 замыкающей головки, происходит болееравномерное распределение усилия раздачи по кромке отверстия под заклепку, чтоуменьшает возможность их хрупкого разрушения.20 Размеры проточки в стержне заклепкивыбраны из следующих соображений,Глубина проточки определена из условия равенства прочности на отрыв по ослабленному проточкой стержню заклепки и25 кольцевому срезу замыкающей головки заклепкиб - 0,15 б 2Ротр = ЕотрО=( 2 )30=0567 б ст,где Ротр - Усилие на отРыв замыкающей35 головки заклепки;Еотр = 7 г() - площадь ослабб - 0,15 б 2ленного проточкой стержня заклепки;40 0- напряжение разрыва материаластержня заклепки.гРсреза = Есреза тореза = ил б асср = 0,78 б " т:сг45 где Есреза= и бл - площадь среза;и =0,25 б - высота замыкающей головкизаклепки;тереза - напряжение среза материалазаклепки50 Для заклепок из основного заклепочного материала Во= 40 кгlмм;2,Тор=27 кг/мм; Ротр=0,567 40 б =22,6 б;Рср = 0,78 27 б = 21,1 б; Ротр й РсрВысота проточки определена исходя израспределения (фиг.З) радиальных контактных напряжений в отверстии под заклепкупо высоте пакета после клепки.На участке 0,2 б от замыкающей головкивнутрь пакета наблюдается резкое возра1732024 Составитель Ю, КолиТехред М,Моргентал Редактор Н. Тупица ректор С, Шевк аз 1567 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго.Гагарина, 101 стание контактных напряжений. Аналогичная картина наблюдается со стороны замыкающей головки. В результате суммарнаявысота проточки составляет 0,4 б. Существенным отличием предлагаемого технического решения от известного является выполнение проточки в заклепке не в центре пакета, а в зоне образования замыкающей головки заклепки.Предлагаемая заклепка обеспечивает качественное герметичное соединение и отсутствие трещин в склепываемых элементах. Появление макротрещин на кромках отверстия под замыкающими головками заклепок наблюдалось не более чем у 5 О отверстий. Формула изобретения Заклепка для соединения хрупких материалов, содержащая цилиндрический стержень с закладной головкой и кольцевой 5 проточкой, заполненной материалом, болеемягким,чем материал стержня, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности заклепочного соединения путем исключения повреждения хрупкого матери ала соединяемой детали в зоне замыкающей головки, расстояние от закладной головки до середины кольцевой проточки равно толщине пакета соединяемых деталей, а кольцевая проточка выполнена глуби ной до 0,15 диаметра стержня и шириной до0,4 диаметра стержня.