Соединение оболочек из композиционных материалов Советский патент 1980 года по МПК F16L9/10 

Предлагаемое изобретение относится к производству строительных конструкций оболочечного типа и может быть использовано в различных о6ласт5гх строительной техники, например, для стыковки труб -оболочек секцион ного типа, отсеков водонапорных или силосны башен, шахтных колодцев, мостовых колонн и других строительных сооружений, подверженных действию осевых или изгибных нагрузок. Известна конструкция узла стыковки стеклопластиковой оболочки с краевыми деталями Ц. Концевая часть трубы-оболочки снабжена опорным поясом, в котором со стороны сило вого торца установлены втулки-фиксаторы, скрепленные с ним резьбой и клеем. Опорный пояс узла с внеитей стороны перекрыт стрингерами, имеющими в зоне Опорного пояса ступенчатые переходы, и скреплен с ними, а также с силовыми слоями и втулками-фиксаторами штифтами с опорными бур тиками со стороны внешних слоев, поставленными на резьбе или перпендикулярно слоям трубы-оболочки. Однако конструктивное исполнение узла предусматривает наличия в краевой зоне опорного пояса большого количества как продольных, так и радиальных взаимопересекающихся отверстий под установку резьбовых фиксаторных втулок, что ослабляет ее силовые сечения. Усиление этих зон дополнительным количеством армирующего материала приводит к увеличению веса конструкции, ее габаритов и перерасходу сравнительно дорогого композиционного материала. Крюме того, большое количество резьбовых элементов при длительном воздействии осевых нагрузок или при большей затяжке стыка релаксируют совместно с композиционным материалом, снимая предварительную затяжку в резьбовых соединениях и уменьшая надежность их в работе. Целью изобретения является повышение надежности стыка. Цель достигается тем, что соединение оболочек из композиционных материалов снабжено 37 секторными miioHKaMH с расширяющимися хвостовиками и схемными резьбовыми элементами, установленными в расширяюишеся хвостовики, а торцы металлических колец выполнены с кольцевыми канавками, в которых размещены секторные шпонки. На фиг. 1 дано описываемое соединение оболочек, сечение А-А; на фиг. 2-3 - стыковочный узел, сечения Б-Б и В-В фиг. 1. Предложенное шпоночно-болтовое соединение предназначено для стыковки оболочек, состоящих из внутренней 1 и наружной 2 тонкостенных обечаек и среднего слоя теплоизоляции 3 между ними. Краевые несопрягаемые торцы оболочек закрыты шпангоутами 4, выполненными из композиционного, нащэимер тканого, материала. Торцевые сопрягаемые между собой при стыковке оболочки прикрыты заранее отпрес сованными кольцевыми шпа ггоутами 5, например, двутаврового ааи таврового профиля, между которыми для првдания стыку прочнос ти и жесткости размещены металлические коль ца 6 и 7, обжимающие боковые стенки шпангоутов по тородм. Средние части торцов сопрягающихся колец выполнены с кольцевыми расширяющимися канавками, в которые через боковые пазы при снятых вставках 9 заводятся с круговым смещением относительно пазов шпонки 10 и 11, в сборе образующие на стыке замкнутое разрезное кольцо с хвостовиками, входящими в зацепление с канавками колец 6, находящих ся на торцах 12 стыкуемых оболочек. При этом шпонки выполняют с резьбовыми отверстиями 13, целевое назначение которых поясняется на фиг. 2, На начальном зтапе стыковки оболочек через пазы 8 в пазы колец заводятся только шпонки с резьбовыми отверстиями. По круго вому пазу в кольцах они передвигаются, например, при помощи гибкого щупа до технологических боковых пазов 14, меньших, чем боковые пазы 8, размеров. В шпонках 10 выполнены радиальные нерезьбовые технологические отверстия 15 для фиксации шпонок, например, посредством кондуктора перед отверстиями 16 и 17, через которые в резьбовые отверстия 13 шпонок завинчивают шпильки 18 Последние заводятся в зону стыка через несквозные пазы 19, выполняемые в оболочке за шпангоутами двутаврового (таврового) про филя. Кольцо 6, расположенное слева от стыка (фиг. 2), стягивается, шпангоутом 5 и кольцом 7 посредством болтов 20, устанавливаемы со стороны стыка в продольные отверстия, вы полненные за кольцевой канавкой 21. Затем через боковой паз при снятых вставках 9 заводятся шпонки 10 с резьбовыми отBepcTKHN H, а в них, при сопряжении торцов секций, заводятся шпильки 18, которые затягива1отся злеМентами 22 и 23, создающими предварительный натяг в стьше. После поджатия стыка через пазы 8 (фиг. 1, сечение А-А) в кольцевые пазы заводят шпонки 11, которые совместно со шпонками 10 образуют разрезное кольцо с кольцевыми хвостовиками, скрепляющими стыки смежных секций. В случае необходимости зазоры между кольцевыми канавками в кольцах 6 и шпонками 10 и 11 заполняются клеевой массой 24, после отверждения которой образуется неразъемное соединение двух труб-оболочек, равнопрочное с другими их сечениями. Полезность предложенного технического решения заключается в следующем; -- улучшается компановка стыковочного узла, уменьшаются его габариты, вес, упрощается процесс его сборки; -повышается прочность, жесткость и герметичность стыковочного узла; -уменьшаются релаксационньге напряжения в стыке, так как с использованием предложенной компановки все слои стыкуемых оболочек воспринимают равномерно расгфедсленные нагрузки;-уменьшается концентрация напряжений в зоне стыка, так как закладные металлические детали и резьбовые злементы в предложенном соединении отсутствуют. Формула изобретени.я Соединение оболочек из композиционных материалов, включающее, предварительно опрессованные, кольцевые шпангоуты, размещенные между внешними и внутренними обечайками и обжатые металлическими кольцами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено секторными шпонками с расширяющимися хвостовиками и схемными резьбовыми злементами, установленными в расширяющиеся хвостовики, а торць металлических колец выполнены с кольцевыми канавками, в которых размешены секторные ШПОНКИИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 310085, кл. F 16 L 9/10, 1969 (прототип).

./ч 3 17562 :J / (§ I / / f