Соединение оболочек из композиционных материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)м. Кд.Е 16 1. 9/10 Веуюретееяеьй кенитет СССР ве юеи изебретений н етерытвйДата опубликования описания 05.0.80 И. А. Егоренков, В. В. Чернецкий, Н. Н. Марьинский, Г. А. Веденин и В. И. Колганов(54) СОЕДИНЕНИЕ 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 секцион 5 ного типа, отсеков водонапорных или силосных башен, шахтных колодцев, мостовых колонн и других строительных сооружений, подверженных действию осевых или изгибных нагру 10Известна конструкция узла стыковки стек. лопластиковой оболочки с краевыми деталями (11. Концевая часть трубы-оболочки снабжена15опорным поясом, в котором со стороны сило.вого торца установлены втулки-фиксаторы,скрепленные с ним резьбой и клеем,Опорный пояс узла с внешней стороны перекрыт стрингерами, имеющими в зоне опор 20ного пояса ступенчатые переходы, и скрепленс ними, а также с силовыми слоями и втулками.фиксаторами штифтами с опорными бур.тиками со стороны внешних слоев, поставленными на резьбе или клее перпендикулярно слоям трубы-оболочки.Однако конструктивное исполнение узла предусматривает нзличия в краевой зоне опорного пояса большого количества как продольных, так и радиальных вззимопересекающихся отверстий под установку реэьбовых фиксаторных втулок, что ослабляет ее силовые сечения, Усиление этих зон дополнительным количеством армирующего материала приводит к увеличе. нию веса конструкции, ее габаритов и перерас. ходу сравнительно дорогого композиционногоматериала.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 надежность их в рзботе.Целью изобретения является повышение надежности стыка.Цель достигается тем, что соедииение оболочек из композиционных материалов снабжено708102 3секторными шпонками с расширяющимися хвостовиками и схемными резьбовыми злемен. тами, установленными в расширяющиеся хвос. товики, 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 - В фиг. 1,Предложенное шпоночно-болтовое соединение предназначено для стыковки оболочек, состоя. щих 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 прочнос. ти и жесткости размещены металлические коль. ца 6 и 7 обжимающие боковые стенки шпан. гоутов по торцам./1Средниечасти торцов сопрягающихся колец выполнены с кольцевыми расширяющимися канавками, в которые через боковые пазы 8 при снятых вставках 9 заводятся с круговым смещением относительно пазов шцонки 10 и 11, в сборе образующие на стыке замкнутое разрезное кольцо с хвостовиками, входящими в зацепление с канавками колец 6, находящихся на торцах 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 торцовсекций, заводятся шпильки 18, которые затягиваются элементами 22 и 23, создающимипредварительный натяг в стыке.После поджатия стыка через пазы 8 (фиг, 1,сечение А - А) в кольцевые пазы заводят шпонки 11, которые совместно со шпонками 101 О образуют разрезное кольцо с кольцевыми хвостовиками, скрепляющими стыки смежныхсекций,В случае необходимости зазоры между кольце 15 выми канавками в кольцах 6 и шпонками 10и 11 заполняются клеевой массой 24, послеотверждения которой образуется неразъемноесоединение двух труб оболочек, равнопрочноес другими их сечениями,ро Полезность предложенного технического решения заключается в следующем:- улучшается компановка стыковочного узла,уменьшаются его габариты, вес, упрощаетсяпроцесс его сборки;25 - повышается прочность, жесткость и герметичность стыковочного узла;- уменьшаются релаксационные напряженияв стыке, так как с использованием предложен.ной компановки все слои стыкуемых оболочеквоспринимают равномерно распределенные на.грузки;- уменьшается концентрация напряжений взоне стыка, так как закладные металлическиедетали и резьбовые элементы в предложенномсоединении 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 отвер. стиями 16 и 17, через которые в резьбовые отверстия 13 шпонок завинчивают шпильки 18. Последние заводятся в зону стыка через не- сквозные 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 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 55 1. Авторское свидетельство СССР И 310085,кл, Е 16 1 9/10 1969 (прототип). Соединение оболочек иэ композиционныхматериалов, включающее, предварительно опрессованные, кольцевые шпангоуты, размещенныемежду внешними и внутренними обечайкамии обжатые металлическими кольцами, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено секторнымишпанками с расширяющимися хвостовикамии схемными резьбовыми элементами, установ.5 О ленными в расширяющиеся хвостовики, а торцыметаллических колец выполнены с кольцевымиканавками, в которых размещены секторныешпонки.708102 сно рственного комитета СССРбретений и открытийЖ - 35 Раушская наб д 4/5 П Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,ил Редактор Н. В Закаэ 8461/31 Составитель А. Гол Техред. Б. Бабурка Тираж 19 МПНИИПИ Госуда по делам изо113035,. Москва; Корректор Т. Скворцова