Болт-заклепка Советский патент 1990 года по МПК F16B19/08 

Фиг.2

31567808

ство 6 в виде микрокапсул герметика, покрытых защитной пленкой, нанесено в кольцевой выемке кольца, под закладной головкой стержня и на его кольцевых ребрах. При втягивании стержня в отверстие соединяемых деталей и при обжатии на нем кольца происходит разрушение микрокапсул герметика. Герметик заполняет все зазоры и создает герметичное заклепочное соединение без применения внутришов- ной и поверхностной герметизации. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, к заклепкам для герметичных соединений. Цель изобретения - повышение надежности герметизации заклепочного соединения. Болт-заклепка состоит из кольца с кольцевой выемкой на торце и стержня с закладной головкой 3, гладким участком 4, участком 5 с кольцевыми ребрами, шейкой и отрывным технологическим хвостовиком. Кольцо установлено на кольцевых ребрах стержня. Герметизирующее средство 6 в виде микрокапсул герметика, покрытых защитной пленкой, нанесено в кольцевой выемке кольца, под закладной головкой стержня и на его кольцевых ребрах. При втягивании стержня в отверстие соединяемых деталей и при обжатии на нем кольца происходит разрушение микрокапсул герметика. Герметик заполняет все зазоры и создает герметичное заклепочное соединение без применения внутришовной и поверхностной герметизации. 3 ил.

Изобретение относится к машиностоению, в частности к заклепкам для 15 герметичных соединений.

Цель изобретения - повышение наежности герметизации заклепочного соединения.

На фиг.1 показано кольцо с кольце- 20 вой выемкой, заполненной микрокапсуами герметика,- на фиг.2 - болт-заклепка с нанесенными на нее микрокапсулами герметикаj на фиг.З - герметичное заклепочное соединение. 25

Болт-заклепка состоит из кольца 1 с кольцевой торцевой выемкой 2, заполненной микрокапсулами герметика и стержня с закладной головкой 3, включающего гладкий участок 4, сред- 30 ний участок с накатанными кольцевыми ребрами 5, шейку и отрывной технологический хвостовик 7. Под закладную головку и в углублении между кольцевыми ребрами на среднем участке стерж- г ня нанесены микрокапсулы герметика 8. икрокапсулы герметика покрыты защитной пленкой.

Болт-заклепка вставляется в отверстие, на хвостовик устанавливается Q пресс, и стержень болт заклепки втягивается в отверстие. Затем на стержень болт-заклепки устанавливается кольцо 1, далее происходит обжатие кольца и обрыв хвостовика 7 по шей- 45 ке 6.

После втягивания болт-заклепки в отверстие происходит разрушение мик- рокапсул герметика, расположенных под закладной головкой. При обжатии коль- Q ца разрушаются микрокапсулы, расположенные на среднем участке стержня и в кольцевой выемке на торце кольца.

Усилие, действующее на кольцо при обжатии, равно усилию отрыва хвосто- „ вика Р. Под действием силы Р кольцевые выступы (буртики) начинают деформироваться. Для деформации кольцевых выступов до высоты, равной или меньшей, чем диаметр микрокапсул (это необходимо, для разрушения микрокапсул), надо чтобы величина равная площадки кольцевых выступов S. после деформации умноженная на предел прочности материала кольца 6 была равна усилию Р:

Р VB

(D

Площадь кольцевых выступов по деформации 8дд равна сумме площадей внешнего и внутреннего кольцевых выступов.

йй S BHew + 5внутр D2 fi4D-21)7

BHCIU

(Di-i);

Ш±Ш1 Д1 Hdi+iV,

°внутр44

S frtDl-l HfiXdl + lVfKd+D),

(2)

где D - наружный диаметр кольцаj d - внутренний диаметр кольца; 1 - толщина кольцевого буртика кольца.

Объем кольцевых выступов находят из соотношения

VK 84Д h

где h - глубина кольцевой выемки, мм. Подставляя из формулы (2) получаем:

. Vk 7Tlh(d+D) .

(3)

Учитывая, что при деформации объем кольцевых выступов остается неизменным, находят площадь кольцевых выступов после деформации

АД

lh(d+D)

M-k

где dм к- диаметр микрокапсул, мм.

Подставляя значение S. в формулу (1) получим:

Р

(u+Vl6i d.

Необходимо, чтобы кольцевые высту пы при осаживании не теряли устойчивости. Кольцевой выступ можно представить как короткий тонкостенный ци линдр с опертыми кромками, нагруженный осевой силой. Критические напряжения потери устойчивости рассчитываются по формуле

. 0А9Ек 1 h

при ограничении

h

b-i-,,;

P-d

У1-К

1Fl(d-fD)6:

В

Решая неравенства, получают

1

P-d,

l(D+d) Yo,9EK6j

После установки болт-заклепки микрокапсулы, находящиеся под закладной головкой, на среднем участке стержня и в кольцевой выемке в торце кольца, разрушаются, герметик заполняет щели между пакетом и болт-заклепкой, создавая герметичное соединение.

Данное техническое решение позволит создать герметичное болт-заклепочное соединение за счет нанесения микрокапсул герметика под закладную головку, на средний участок стержня в углубления между кольцевыми выступами и в кольцевую выемку, выполненную в торце кольца, который контактирует с пакетом.

67808

где 1 - толщина стенки кольцевого

буртика, мм;

h - глубина кольцевой выемки, MMi d - внутренний диаметр кольца, мм; ЕК - модуль упругости материала

кольца, кг/мм1.

Критические напряжения должны превышать предел прочности материала JQ кольца 6кр J 6 , .

Подставляя в неравенство значений бх-, получают

- 15 К , при h, 1,22 Jfi. (5)

Глубина кольцевой выемки h не должна быть меньше диаметра микрокапсул: h d м.к(6)

Используя соотношение (4), выводят зависимость между 1 и h

h

Р d,

fl(d+D)6

о

На толщину буртика накладываются ограничения из соотношений (5) и (6)

h - П l(d+D)ne

К

tf(d+D)6

Применение болт-заклепки для выполнения герметичных швов позволит не

производить внутрншовную и поверхностную герметизацию шва полисульфидными герметиками, что обеспечит снижение массы конструкции, улучшение условий труда за счет отказа от применения в производстве токсичных веществ, а также снижение трудоемкости сборочных работ.

Формула изобретения

Болт-заклепка, содержащая стержень, кольцо и герметизирующее средство, при этом стержень выполнен с закладной головкой на одном конце и конце- выми рабрами и отрывным технологическим хвостовиком на другом конце, а кольцо установлено на кольцевых ребрах стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения надежноети герметизации заклепочного соедине-i ния, на торце кольца, обращенном к закладной головке стержня, выполнена кольцевая выемка, герметизирующее средство выполнено в виде микрокапсул герметика, покрытых защитной пленкой, и размещено в упомянутой кольцевой выемке кольца, под закладной го1

L.EAA

1

РЧ1.

6(d+Dir) V ) V (6Ј)Г(077443)5;ЗУГ

h - глубина кольцевой выемки,

мм,

1 - толщина кольцевых буртиковt образованных кольцевой выемкой на торце кольца, ммч 20 6j - предел прочности материала кольца, кг/ммг; d u „- диаметр используемых микром, к

Фиг.1

ловкой стержня и на его кольцевых ребрах, при этом глубина кольцевой выемки кольца равна

P-d

м.к

6 к T(D+d)- 1

8

при условии, что

1

РЧ1.

V (6Ј)Г(077443)

капсул герметика, мм; наружный диаметр кольца, мм, внутренний диаметр кольца, мм;

модуль упругости материала кольца, кг/мм5;i

усилие отрыва хвостовика, кг.

8

Фиг. 3