ЗАКЛЕПКА Советский патент 1974 года по МПК F16B19/06 

Изобретение относится к области общего машиностроения.

Известна заклепка, состоящая из основной головки в потай и стержня с глухим отверстием в его хвостовой части, образующей замыкающую головку в потай.

Однако эта заклепка обладает низкой прочностью, особенно на отрыв, и не может применяться в сильно нагруженных конструкциях. Кроме того, высокие аэродинамические требования к авиационным конструкциям не позволяют применять известную заклепку для выполнения соединений с двусторонним потайным швом.

Соединения малопластичпых (хрупких) материалов, например стеклопластиков, широко применяющихся в конструкциях летательных аппаратов, за отсутствием специальной заклепки, удовлетворяющей условия качественной клепки, выполняются обычными заклепками, требующими значительных усилий на расклепывание. Это вызывает появление в зоне отверстия под заклепку больших напряжений и, как следствие, разрушение материала и снижение прочности соединения.

Предлагаемая заклепка с осевым цилиндрическим отверстием в стержне предназначена для снижения деформаций пакета и усилий при образовании замыкающих головок заклепок (потайных и выступающих) применительно к хрупким материалам, обладающим сравнительно малым относительным удлинением при разрушении.

Предлагаемая заклепка отличается от известной тем, что размеры отверстия в стержне заклепки выбраны из условия полного закрытия полости отверстия в заклепке в процессе осадки без потери устойчивости стенок отверстия.

На фиг. 1 показана предлагаемая заклепка, обший вид; на фиг. 2 - заклепка, установленная в скрепляемые детали.

Диаметр осевого отверстия заклепки rfi и глубина отверстия /ь выбранные из вышеназванных условий, соответственно должны быть или равны di - 0,61о|2 d мм; /i

меньше

nv -Ol d мм (d 0,6+0i d мм; k 0,7 --0,3 0,8+0ic мм).

В таком выполнении заклепка позволяет выполнять высококачественные клепаные соединения конструкций из хрупких материалов даже с патайной замыкающей головкой, когда усилия расклепывания из-за закрытого характера деформаций сильно возрастают.

Это достигается в результате более благоприятного протекания пластической деформации при осадке заклепки из-за наличия дополнительной области для формообразования заклепки.

Применение специальной полупустотелой заклепки позволяет значительно (на 30-40%) снизить усилие расклепывания и уменьшить концентрацию напряжений около отверстия под заклепку. оь - предел прочности материала заклепки; m 1 - ЗФ2 + 2ФЗ; -f Го - радиус отверстия стержня заклепки; - радиус стержня заклепки) + - --(1 - 14 (2)) /|J-I (2) - учитывает состояние трущихся поверхностей; (Л1 - коэффициент трения между заклепкой и обжимкой;И(2) - коэффициент трения между заклепкой и материалом пакета; L-длина заклепки; Rf - радиус закладной головки заклепки; иг - высота закладной головки заклепки; - h2; /Z2 - толщина склепываемого пакета; ер - относительная деформация, отвечающая образованию устойчивой щейки для материала заклепки; . (/ /2(/(-vJ-|L; EI, Eg, GIZ, vi2 V21 - упругие постоянные пакета;сгв.с - предел прочности связующего;Vo - коэффициент Пуассона для связующего; ЕС - модуль упругости для связующего.

Деформация отверстия ez при клепке предлагаемой заклепки не превосходит критической и определяется по формуле

.( + )

(1)

кр Хрупкий материал склепываемых пакетов не разрущается, а образуемое клепаное соединение обладает повышенной статической и вибрационной прочностью. Проведенные эксперименты показали, что статическая прочпость увеличивалась на 30- 50%, а вибрационная - почти в 10 раз. Размер припуска на замыкающую головку устанавливается с учетом полного заполнения гнезда для потайной головки и необходимого объема замыкающей головки. При этом учитывается, что часть объема припуска расходуется на заполнение и раздачу отверстия под заклепку, а также объем специального углубления в стержне. Размер высоты хвостовой части - размер припуска /i) при клепке предлагаемой заклепкой определяется по формуле4CV + V + V -I-V1 . У З.Г 3.0 Т р.О Т С.у -;5 (l + h, + (h,-h,)X d ll+3,f J Ч «; (2/, - d,), где Кз.г - объем гнезда или замыкающей головки по техническим условиям (ТУ). Определяются согласно действующих нормалей (АН-1642); - объем заклепки, идущий на заполнение зазора между заклепкой и стенкой отверстия do и d, определяются согласно действующей нормали (АН-1642); Vp.o - объем заклепки, идущий на раздачу отверстия при клепке; 62 - определяется по уравнению 1; Fc.y - объем специального углубления в стержне заклепки. Глубина отверстия в стержне заклепки ii hi, так как часть объема припуска заклепки идет на заполнение объемов Уз о и После клепки замыкающая головка полностью заполняет зенкованное гнездо заподлицо с образующей поверхностью изделия и одновременно ликвидирует осевое цилиндрическое отверстие. Такой клепаный пакет обеспечивает высокие требования аэродинамики к качеству образующих поверхностей.

Выступание расклепаной головки допускается в пределах 0,01-0,15 мм.

Матералы, из которых изготавливается предлагаемая заклепка, аналогичны материалам, из которых изготавливаются существующие заклепки. Предмет изобретенияЮ причем

Заклепка, состоящая из основной головки в потай и стержня с глухим цилиндрическим отверстием в его хвостовой части, образующей замыкающую головку в потай, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью упрощения технологии клепки путем формирования замыкающей головки в потай без припусков, соотнощение геометрических размеров элементов заклепки определено по формуле

/Ji -j(i + f )Х + (й.-Лг)х

))1+

d

d

+i(T(.-.).

е hi -

высота хвостовой части; D-диаметр головки; d-диаметр стержня;

/Zp.

-высота головки; /12-толщина склепываемого пакета;

d,-диаметр отверстия в пакете; деформация отверстия ири клепке;

8zdi-диаметр отверстия в заклепке;

/1-глубина отверстия в заклепке. rf 0,618;2 й./илг, а /j OJloja й.«л,