Неразъемное клеевое соединение деталей Советский патент 1992 года по МПК F16B11/00 

Изобретение относится к техническим средствам, применяемым при создании приборных контейнеров (корпусов) требуемой архитектурной формы из хрупких неметаллических материалов типа неорга- нического стекла, ситалла или керамики, преимущественно для неразъемного клеевого соединения оболочки с крышкой в виде жесткого диска.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности соединения за счет повышения его прочности путем уравнивания жесткости соединяемых деталей и равномерного распределения напряжений в торцевой зоне оболочки, соединяемой с диском, в процессе нагружения конструкции

высоким внешним гидростатическим давлением.

На чертеже показана схема предлагаемого узла неразъемного соединения деталей с различной жесткостью.

Узел неразъемного клеевого соединения деталей с различной жесткостью содержит торцовую зону оболочки 1, изготовленной из стекла марки 13в, толщиной Н Торцовая зона оболочки установлена в кольцевой проточке 2, выполненной на одной из торцовых поверхностей жесткого диска 3 с образованием перемычки между проточкой и наружной боковой поверхностью последнего посредством клеевого состава VII-5-247

XJ

СЛ

Ј О О

Крышки контейнеров, предназначенных для работы в условиях высокого (более 20 МПа) внешнего гидростатического давления, изготавливают из высокопрочного металлического материала, предел текучести (5Т которого составляет 600-900 МЛа. На торцовой поверхности диска 3, содержащей кольцевую проточку 2, и эксцентрично последней выполнена дополнительная кольцевая проточка 4 с образованием перемычки между ними. На внутренней кромке кольцевой проточки имеется фаска 5, поёе р хность которой выполнена тороидальной. Детали соединения перед склейкой обезжиривали ацетоном, а затем обезвоживали спиртом.

Оптимальные размеры геометрических параметров неразъемного клеевого соединения деталей с различной жесткостью выбраны в соответствии с эмпирическими формулами в зависимости от Н-толщины оболочки и глубины кольцевой проточки t: перемычка между наружной и боковой поверхностью диска и кольцевой проточкой выполняется шириной (0,14-0,26)Н, перемычка между проточками выполняется шириной (0,3-0,5)Н, глубиной (1,15-1,25)1.

Если перемычку между наружной и боковой поверхностью диска и кольцевой проточкой выполнить шириной менее 0.14Н прочность соединения оказывается недостаточной при разгрузке и накопленная в оболочке упругая энергия приводит к разрушению клеевой шов и появлению остаточных пластических деформаций в наружной перемычке. При ширине перемычки более 0.26Н жесткость соединения оказывается выше допустимой - отмечены случаи разгерметизации и разрушения стенк-и оболочки как при нагружении, так и при разгрузке.

Если перемычку между проточками выполнить шириной менее 0,ЗН, то последняя разрушается из-за накопления в ее основании усталостных повреждений. При ширине перемычки более 0.5Н наличие дополнительной кольцевой проточки слабо сказывается на достижении цели - жесткость перемычки оказывается выше допустимой.

При глубине дополнительной проточки менее 1,15t эффект от ее использования практически не ощущается. При глубине более 1,25t снижается прочность перемычки, образованной проточками, и узел соединения, поэтому не может обеспечить надежной работы конструкции при циклическом нагружении из-за накопления в перемычке усталостных повреждений.

Ширина дополнительной проточки практически не сказывается на прочности

соединения, она должна быть больше или равна допустимой деформации торцов оболочки при нагружении контейнера, поэтому ширина этой проточки может быть минимально достижимой по технологическим возможностям производства.

Основные размеры контейнера: длина и диаметр корпуса L 820 мм и D 192 мм; длина, диаметри толщина стенки цилиндрической оболочки Ј 758 мм, D1 180 мм, Н- 6,0 мм; толщина крышки П 38 мм. глубина проточки 2, t (1.4-1,6)Н, t 1,4 Н 8,4 мм. Диск изготовлен из титанового сплава ВТ16. Параметры неразъемного клеевого

соединения составили: перемычка между наружной и боковой поверхностью диска и кольцевой проточкой выполнена шириной 0,17 Н 1,0 мм, перемычка между проточками выполнена шириной 0,33 Н 2,0 мм,

глубиной 1,2 t 10,1 мм, ширина дополнительной проточки составила 0,5 мм.

По наружной поверхности неразъемное клеевое соединение покрыто тиоколовым герметиком - элементом, предназначенным

для герметизации узла после размещения в контейнере прибора, а также защитным. перфорированным отверстиями, двухслойным кожухом из полиэтилена (на чертеже не показаны).

В процессе нагружения соединения торцы оболочки деформируются внутрь корпуса. При этом в оболочке в зоне ее выхода из кольцевой проточки возникают изгибаю- щие (растягивающие) напряжения. Однако

уровень этих напряжений незначителен, поскольку жесткость узла соединения остается в процессе как нагружения, так и разгрузки корпуса близкой по величине к жесткости оболочки. Это достигается тем.

что боковая поверхность торцовой зоны оболочки в процессе нагружения опирается не на всю ширину крышки, а только на перемычку, которая образована двумя кольцевыми проточками 2 и 4. Причем жесткость

этой перемычки является оптимальной, благодаря оптимизации геометрических параметров дополнительной кольцевой проточки 4,

Аналогично и при разгрузке жесткость

узла оказывается близкой к жесткости оболочки, поскольку толщина перемычки между наружной и боковой поверхностью диска и кольцевой проточкой 2, на которую опирается внешняя поверхность оболочки, является

оптимальной.

Такое выполнение неразъемного клеевого соединения деталей с различной жесткостью обеспечивает повышение его прочности, что способствует повышению

надежности и долговечности конструкции, особенно при повторно-статическом (циклическом) нагружении корпуса внешним гидростатическим давлением.

Формула изобретения Неразъемное клеевое соединение деталей, содержащее первую деталь в виде диска и вторую деталь с меньшей жесткостью в виде оболочки вращения, соединенных посредством клея, при этом наружный диаметр второй детали у торца меньше диаметра диска, на одной из торцовых поверхностей первой детали выполнена кольцевая канавка с образованием перемычки с наружной боковой поверхностью последней, вторая деталь установлена торцом в

0

кольцевой канавке, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности соединения путем уравнивания жесткости соединяемых деталей, на торцовой поверхности первой детали с кольцевой канавкой выполнена дополнительная кольцевая канавка меньшего диаметра концен- трично имеющейся с образованием Перемычки между ними, при этом перемычка между наружной боковой поверхностью первой детали и кольцевой канавкой выполнена шириной (0,14-0,26)Н, перемычка между канавками шириной (0,3-0,5)Н, а глубина дополнительной канавки равна (1,15-1.25)t. где Н - толщина второй детали, t - глубина кольцевой канавки.

Использование: для создания приборных корпусов требуемой архитектурной формы из хрупких неметаллических материалов типа неорганического стекла и т.д. С деталью в виде жесткого диска. Сущность изобретения: неразъемное клеевое соединение деталей, содержащее первую деталь в виде диска и вторую деталь с меньшей жесткостью и торцовой поверхностью в виде кольца, соединенных посредством клея. при этом наружный диаметр второй детали у торца меньше диаметра диска, на одной из торцовых поверхностей первой детали выполнена кольцевая канавка с образованием перемычки с наружной боковой поверхностью последней и дополнительная канавка меньшего диаметра концентрично имеющейся с образованием перемычки между ними, а установлена вторая деталь упомянутым торцом в кольцевой канавке. При этом перемычка между наружной боковой поверхностью первой детали и кольцевой канавкой выполнена шириной (0,14-0,2б)Н. перемычка между канавками - шириной

5 г