Способ соединения деталей Российский патент 2024 года по МПК F16B11/00 

Изобретение относится к способам неразъемного соединения деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) с деталями из материалов с более высоким коэффициентом линейного температурного расширения (КЛТР), через клей.

Известен способ соединения деталей (патент RU №625063), охватывающих одна другую с помощью клея, по которому, с целью повышения стабильности и точности соединения, в клей добавляют абразивный микропорошок с заданной зернистостью.

Недостатками способа являются образование непроклеев, в результате возможного сдвига клея с поверхностей сопрягаемых деталей при совмещении их с осесимметричными отклонениями, а также образование трещин и отслаивание клея при знакопеременных температурах, особенно при склеивании деталей из материалов с высокой разницей КЛТР, например, ПКМ с алюминиевыми сплавами.

Известен способ получения клеевого соединения элементов режущего инструмента, при котором осуществляют подготовку поверхностей соединяемых элементов, перед нанесением слоя клея в зазоре между соединяемыми элементами размещают теплопроводную сетчатую основу толщиной, равной толщине слоя клея, наносят клей, совмещают и фиксируют соединяемые элементы (а. с. N 1139906).

Недостатками способа являются нетехнологичность склеивания деталей, охватывающих одна другую, из-за отсутствия фиксации теплопроводной сетчатой основы в продольном и поперечном направлении, например, на охватываемой детали, а также из-за того, что толщина теплопроводной сетчатой основы должна соответствовать зазору в трубном соединении, который образован полями допусков охватывающей и охватываемой детали и носит вероятностный характер.

Наиболее близким по технической сущности, выбранный в качестве прототипа, является способ соединения деталей (патент RU № 2179268), при котором осуществляют подготовку поверхности соединяемых деталей, между которыми помещают трикотажный шнур-чулок, толщина которого в растянутом состоянии близка, но не больше толщины клеевого слоя между соединяемыми деталями.

Недостатками данного способа является возможность появления трещин в клеевом соединении за счет разности КЛТР в соединяемых деталях.

Задачей изобретения является повышение прочности клеевого соединения деталей, изготовленных из материалов, имеющих разный КЛТР и работающих в условиях меняющихся температур.

Поставленная задача решается тем, что склеивание деталей, выполненных из материалов, имеющих разные КЛТР, при котором между сопрягаемыми поверхностями помещают теплопроводную сетчатую основу, пропитанную клеем. Совмещают и фиксируют детали. Причём при соединении, используют сетчатую основу, толщина которой близка, но не больше толщины клеевого слоя между соединяемыми деталями. При этом материал сетчатой основы подбирается исходя из требования:

, где

КЛТР_с - коэффициент линейного температурного расширения сетчатой основы;

КЛТР₁ - коэффициент линейного температурного расширения первой детали;

КЛТР₂ - коэффициент линейного температурного расширения второй детали.

Положительный эффект достигается применением сетчатой основы, структура которой позволяет равномерно распределять клей по площади склеивания за счет однородного распределения клея между ячеистой структурой основы толщина которой в растянутом состоянии с учетом ее структуры соответствует, толщине клеевого слоя между соединяемыми деталями, что существенно снижает вероятность непроклея.

Повышение прочности при знакопеременных температурах достигается за счет того, что выбранная сетчатая основа является материалом, выравнивающим разность коэффициентов линейного теплового расширения соединяемых деталей, то есть значение КЛТР сетчатой основы соответствует суммарному значению КЛТР детали из ПКМ и КЛТР детали с более высоким значением, деленное на их количество. В этом случае, выравнивается значение отношения изменения линейного размера деталей к заданному интервалу изменения температур, что позволяет снизить развитие деформационных процессов при нагреве и охлаждении соединения по средствам снижения внутренних напряжений на границах, например металл-композит, клей-композит под действием которых, возможно ослабление прочности структуры клеевого слоя.

Изобретение относится к способам неразъемного соединения деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) с деталями из материалов с более высоким коэффициентом линейного температурного расширения (КЛТР), через клей. Сущность: при соединении деталей, изготовленных из материалов, имеющих разный КЛТР и работе в условиях меняющихся температур материал сетчатой основы подбирается исходя из усредненного значения КЛТР первой и второй детали, при этом толщина сетчатой основы близка, но не больше толщины клеевого слоя между соединяемыми деталями. Осуществляют подготовку поверхности соединяемых деталей, между которыми помещают теплопроводную сетчатую основу, пропитанную клеем, совмещают и фиксируют детали. Технический результат: повышение прочности клеевого соединения деталей, изготовленных из материалов, имеющих разный КЛТР и работающих в условиях меняющихся температур.

Способ соединения деталей, при котором осуществляют подготовку поверхности соединяемых деталей, между которыми помещают теплопроводную сетчатую основу, пропитанную клеем, совмещают и фиксируют детали, при этом толщина сетчатой основы близка, но не больше толщины клеевого слоя между соединяемыми деталями, отличающийся тем, что при соединении деталей, изготовленных из материалов, имеющих разный коэффициент линейного температурного расширения (КЛТР), и работе в условиях меняющихся температур, материал сетчатой основы подбирают исходя из требования:

, где

КЛТР_с – коэффициент линейного температурного расширения сетчатой основы;

КЛТР₁ – коэффициент линейного температурного расширения первой детали;

КЛТР₂ – коэффициент линейного температурного расширения второй детали.