Способ получения неразъемного соединения

1 е 1 Ти., т и т ттииР Наф Союз Советскик Социалистическид РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 765529 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. с присоединением заявки Мо Г 16 В 4/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. А. Белый, Б. И. Купчинов, Н, Д. Горобченко,М. М. Рыженко и В. И. Инютин Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ Изобретение предназначено для соединений в железобетонных, деревянных и пластмассовых изделиях, а также для соединения изделий в виде плит иэ аналогичных материалов, и может 5 быть применено в строительстве, мебельном производстве, на железнодо 1 рожном транспорте.Известен способ соединения пластмассовых деталей с металлическими из делиями, заключающийся в том, что для обеспечения прочного соединения пласт. массовая деталь в виде втулки или вкладыша подвергается термообработке при температуре, близкой к максималь но допустимой в течение определенного времениПосле этого металлическая охватывающая деталь напрессовывается на пластмассовую и собранный узел под вергается термообработке при температуре, большей чем рабочая температура узла, но меньшей чем температура первой термообработки.Однако этот способ может обеспе чить надежную прессовую посадку детали из упруго-вязкого материала только в изделиях иэ жестких материалов. Вследствие наличия в полимерных материалах релаксации напряжений вели чина натяга будет переменной во времени,Кроме того, реализация этого способа невозможна для крупногабаритныхизделий вследствие трудоемкости нагрева их до строго определенной темйературы,Целью изобретения является повышение надежности и упрощения технологии.Указанная цель достигается тем,что крепежный элемент изготовляют иэрадиально уплотненной древесины, устанавливают в отверстия соединяемыхдеталей и смачивают.Крепежный элемент уплотняют придавлении 180-230 кГ/см и температуре110-130 С до степени уплотнения 4050.Крепежный элемент устанавливают вотверстия соединяемых деталей с зазором 3-5 от его поперечных размеров,При отрицательных температурах окружающей среды в качестве смачивающего агента берут водный раствор гидролизного спирта концентрацией 10-70%,при положительных - берут водУ.Фиг. 1, 2 поясняют предлагаемыйспособ.Предлагаемый способ осуществляютследующим образом.Из древесины лиственных пород методами вырубки или точения изготовля ют заготовки в виде усеченного конуса (см. Фиг. 1 а) , гиперболоица (см. фиг. 1 б) и т. д. с осевым располокением волокон. Затем заготовки высушивают,до влажности 10-12, нагревают и уплотняют в радиальном направлении до придания цилиндрической формы (см. Фиг, 1 в).Для резьбового или болтового соединения деталей или для соединения иэделия заклепочного вида, например древесностружечных плит, в изделии (см. Фиг, 2 а) просверливают цилиндрическое глухое отверстие с диаметром 0, несколько большим, чем ди аметр заготовки 0, а в древесностружечных плитах - сквозное отверстие также диаметром ОЗ(см. Фиг. 2 б),крепежный элемент (см.фиг.1 в)вводят в глухое отверстие большим перво- що начальным диаметром ОА (см. Фиг.1 а) до упора, а в сквозное отверстие вводится элемент, имеющий первоначально гиперболическую поверхность (см. фиг. 1 б). Торцы древесных крепежных элементов подвергают гидрообработке, под действием которой восстанавливается первоначальная форма крепежного элемента, Возникающее при этом дав" ление разуплотнения крепежных эле 2 ментов достигает порядка 50 кГ/см что придает отверстиям в мягких материалах форму крепежного элемента, т. е. можно создавать соединения анкерного (см. Фиг. 2 в) или заклепочного типов при стыковке листовых мате риалов ( см, Фиг, 2 г) и т, д.Экспериментально установлено, что прочность соединений зависит от технологических параметров получения крепежного элемента, т. е. температуры, удельного давления при его уплотнении, а также степени уплотнения. Зависимость прочности соединения от температуры и усилия уплотнения показана в табл. 1, Указанные характеристики определены при уплотнении древе 45 сины заготовок до оптимальной степени уплотнения, равной 45, при которой "эффект памяти" уплотненной древесины реализуется наилучшим образом(см. табл. 2), 50Существенным признаком предлагаемого способа является также конструктивное оформление крепежного элемента, т, е. обеспечение оптимального соотношения степени 55уплотнения крепежного элемента скойусностью его заготовки (табл. 3)Выбор такого соотношения междустепенью уплотнения и конусностью обусловлен тем, что на участке, под" вергнутом неравномерному уплотнению,вследствие резкого искривления волокон древесины в направлении уплотнения, возникают поперечные растягивающие напряжения, приводящие к образованию трещин.Для предотвращения трещин на торцах заготовки длина сжатия участкапо опытным данным равняется двадцатикратной величине конусности,Почность соединения зависит такжеот оптимального выбора зазора междукрепежным элементом и отверстием, вкоторое вводится крепежный элемент.Величина такого зазора выбрана изусловия ускорения разуплотнения крепежного элемента и увеличения прочности соединения (табл. 4),Таким образом, величина опт и:ал:. -ного зазора 1,0-1,5 мм (3-5 т е опоперечных размеров).Восстановление первоначальной Фгмы осуществляется:1) во влажной среде при те.пературе свыше 9 С2)в условиях воздействия 10-70-ого раствора гидролизного спирта вводе в интервале температур от 0 до-60 С.При отрицательных температурах существенным является то, чтобы смачивающий агент не замерзал и не уменьшалась скорость разуплотнения. Дляэтого были проведены исследования повыбору оптимального состава смачивающего агента (табл. 5).Из табл. 5 видно, что наилучшаяскорость разуплотнения при температуре от 0 до -60 С достигается приОконцентрации раствора гидролизногоспирта от 10 до 70.П р и м е р, В брусе из древесинысосны высверливаются отверстия диметром 31 мм на глубину 70 мм, в которое устанавливают совместно с болтом цилиндрический крепежный элементиз неравномерно уплотненной древесины диаметром 30 мм и длиной 60 мм,полученный при радиальном уплотненигзаготовки при 120 С и давлении180 кГ/см , так что участок с наибольшей степенью уплотнения ( 1 =45)находится в глубине тела бруса. Зазор между крепежным элементом и брусом составляет 1 мм. Этот зазор заполняется смачивающим агентом. Древесина под действием влаги.восстанавливает свою первоначальную Формуи за счет усилия разуплотнения ,жестко фиксируется совместно с болтом вотверстии бруса, Время полного разуплотнения крепежного элемента, содержащего болт, в отверстии бруса составляет 4 мин. Усилие выдергивания болтавместе с разуплотненным крепежнымэлементом из отверстия бруса через4 мин составляет 2000 кГ,.Зависимость прочности соединенияот технологии изготовления крепежного элемента Температура, С 100 110 120130 140 Усилие уплотнения, кГ/см 250 230 180 220 265 Степень уплотнения,Ъ 45 45 45 45 45 Прочность соединения 1765 1890 2000 1960 1680.Таблица 2Зависимость прочности соединений от степени уплотнения 1600 2000 1680 1500 800 1400 1750 1550 1350 Таблица 3 Зависимость прочности соединений от соотношения степени уплотнения крепежного элемента к конусности его заготовок 35 40 45 55 Таблица Зависимость прочности соединения от величины зазора о ния заготовки, Ъ 45 45 45 45 45 Прочность соединения, кГ 1890 2000 1950 1820 1680 Прочность соедине- )ний при их разуплот-,нении в водной среде, кГПрочность соединений при их разуплотнении в парах воды, кГ 740 800 860 910 1420 1480 15101550 1830 1900 1980 2000 1590 1640 1680 1650 1440 1500 1460 1420 960 1000 940 1600 1540 1400 1950 1890 1780 1610 1540 1580 1380 1300 1270765529 Таблица 5 Зависимость скорости разуплотнения крепежного элемента от температуры и концентрации раствора гидролизного спирта,036 1, ем, ают Формула изобретен особ по п 2, о т л ито крепежный отверстия со ором 3-5 от чающи элемент у единяемых его попер4. Спо ч а ю щ и тельны дыв к сме 5 отлипри отрица ающей среагента безного спирем, что ах окру ивающег гидрол 10- 70 х т аче дны нце рутта Способ по пп. 1 - й с я тем, что ающего агента бИсточники инф тые во внимание Патент Японии М Е 6, опублик. отличв качестверут воду.рмации,при зксперти49-75340,977. ю щ35 прин 1. л. 5Ар 1. Способ получения неразъемного соединения, заключающийся в заклиниванин крепежного элемента, из материала с "памятью формы" путем увеличения его размеров в отверстиях соеди 1няемых деталей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надеЖности и упрощения технологии, крепежный элемент изготовляют из древесины, которую радиально уплотняют, устанавливают в отверстия соединяемых деталей и смачивают.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что крепежный элемент уплотняют при давлении 180-230 кГ/см и температуре 110-130 С до степени уплотнения 40-50. й с я танавли деталей чных ра об по п й с я мперату тве сма раствотрацией765529фид 3Составитель А, Колпаков Редактор П. Горькова Техред Н.Барадулина Корректор М.Пожо Заказ 7265/58 Тираж 1095 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4