СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2014 года по МПК F16B4/00 

Изобретение относится к машино- и приборостроению и может быть применен при выполнении механосборочных работ, в частности, при соединении деталей с натягом и может быть использован для соединения как металлических, так и неметаллических изделий, а также для соединения хрупких и изготовленных из мягкого материала деталей, которые «боятся» механических воздействий, неизбежных при механической клепке.

Известны способы соединения деталей (заклепками, винтами, с натягом, клеезаклепочные, клеерезьбовые), в котором для упрочнения соединяемых деталей перед сборкой на поверхности наносят связующие, упрочняющие материалы, например гальванические покрытия, клеевые соединения, или полимерные, в частности анаэробные материалы [1] с.198, [2] с.78, [3] 116, 142.

Недостатками известных способов являются то, что материалы наносят при сборке всех соединений, выполненных в соответствии со стандартной посадкой с натягом. Однако натяг при одной посадке изменяется в широких пределах и их упрочнение является нерациональным из-за ненадежности соединений, связанных их слабой работой на неравномерный отрыв и вибрационную нагрузку, что накладывает высокие требования на конструкцию соединений и дополнительные затраты.

Известен способ соединения деталей [4], в котором упрочнения соединения проводят частичную запрессовку деталей с недопрессовкой до конечного положения на 0,3…1,0 мм и последующую допрессовку в условиях вакуума со скоростью 12…900 м/мин.

Недостатком этого способа заключается в том, что сложен в реализации, требует нагрев или охлаждения собираемых деталей, вакуумной техники и специального прессового оборудования.

Известен способ соединения деталей [5], в котором проводят также частичную запрессовку деталей, затем на свободные участки соединяемых поверхностей одной или обеих деталей наносят упрочняющий соединение материал, после чего осуществляют их последующую допрессовку.

Недостатком этого способа является то, что требует специального прессового оборудования, оснащенного датчиком усилий запрессовки собираемых деталей и использования упрочняющего материала, когда усилие запрессовки Т_запр не соответствует значению Т_запр<Т_сдв, где Т_сдв - максимальная сдвиговая нагрузка, кроме того для нанесения материала и снятия деталей со стола прессового оборудования необходимы специальные устройства; возможно большое рассеяние сил сцепления в связи с рассеянием действительных посадочных размеров в пределах допусков и коэффициентов трения, а также ослабления посадки и повреждения посадочных поверхностей при разборке соединения.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания соединения с наименьшими затратами и с высокой степенью вероятности неразрушения.

Технический результат - упрощение процесса соединения деталей, снижение затрат и устранение условий для их повреждения.

Указанный технический результат достигается тем, что детали соединяют с минимально возможным зазором через сквозное отверстие соединительным элементом (например, клепкой), которое подвергают нейтронному облучению, причем излучатель подводят на минимальное расстояние к соединительному элементу, что приводит к «разбуханию» соединительного элемента, который увеличивает свой объем и за счет этого происходит заклинивание соединяемых деталей.

Особенностью предлагаемого способа соединения деталей через отверстие является то, что соединение деталей производят соединительным элементом вставленной с минимально возможным зазором, подвергают облучению нейтронами, причем излучатель подводят на минимальное расстояние к соединительному элементу в зону действия излучаемых нейтронов, которые попадают во внутрь металла, сталкивают с ядрами ионов или атомов, выбивают их из узлов кристаллической решетки, те, в свою очередь, ударяют другие ионы и внедряются между узлами кристаллической решетки, за счет чего он увеличивается в объеме и прочно соединяет детали.

Способ осуществляется следующим образом. Вначале производят процесс сверления отверстий в соединяемых деталях. Затем вставляют без натяга соединительный элемент в отверстие соединяемых деталей и производят нейтронное его облучение. При облучении нейтроны попадают внутрь металла и, сталкиваясь с ядрами ионов или атомов, выбивают их из узлов кристаллической решетки, те в свою очередь, ударяясь о другие ионы, либо остаются на месте, либо оставляют эти места свободными. Большая часть ионов внедряется между узлами кристаллических решеток. При этом облучаемый соединительный элемент увеличивает свой объем на 0,3%, обеспечивая плотность и прочность соединяемых деталей.

Способ может быть использован в машиностроении, в частности, для соединения отсеков ракет, использующихся в условиях знакопеременных и вибрационных нагрузок.

ЛИТЕРАТУРА

1. Проектирование полноприводных колесных машин. Т.3, изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2008, с.-328.

2. Расчет на прочность в машиностроении. Т.3, под ред. С.Д. Пономарева. М.: Машгиз, 1959, с.-1114.

3. Гузенков П.Г. Детали машин. М.: Высшая школа. 1986. с.-358.

4. Воячек И.И. Применение анаэробных материалов при сборке неподвижных соединений типа вал-втулка // Сборка в машиностроении, приборостроении. - М., 2003, №9. - С.33-37.

5. Патент РФ №2357111, МПК F16/B 4/00, B23P 11/02, B23P 19/02. Способ соединение деталей с натягом. Опубл. 27.05.2009 Бюл. №15.

Изобретение относится к машино- и приборостроению и используется для соединения деталей из различных материалов, в том числе и хрупких, и направлено для упрощение процесса соединения деталей. Способ соединения деталей через сквозное отверстие в них посредством вставления в это отверстие с минимально возможным зазором соединительного элемента, который в последствии подвергают облучению потоком нейтронов.

Способ соединения деталей через сквозное отверстие в них посредством вставленного в это отверстие с минимально возможным зазором соединительного элемента, отличающийся тем, что соединительный элемент подвергают облучению потоком нейтронов.