Узел неразъемного клеевого соединения корпуса гидрофизического прибора
Изобретение относится к техническим средствам, применяемым при изучении и освоении океана, в частности к приборным контейнерам требуемой архитектурной формы из хрупких неметаллических материалов типа неорганического стекла, ситалла или керамики, преимущественно для неразъемного клеевого соединения цилиндрических секций комбинированных оболочек. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности тонкостенной сборной конструкции за счет повышения прочности соединения путем равномерного объемного распределения напряжений в торцовых зонах соединяемых оболочек в процессе нагружения корпуса внешним гидростатическим давлением. Узел клеевого соединения содержит металлические кольцевые накладки 1 и 2, установленные на стыке оболочек 3 и 4 корпуса. Торцы соединяемых оболочек и накладки 1 и 2 соединены между собой посредством клеевых швов 5 и 6. Для снижения жесткости внутренней металлической накладки ее наружная цилиндрическая поверхность изготовлена в виде чередующихся, равномерно распределенных по окружности кольца радиальных вертикальных пазов, заполненных клеем и симметрично расположенных с двух торцовых сторон с максимальным углублением на торцах. Расстояние К между пазами определяется из соотношения К = (41 - 44)L, где L - ширина паза. Размеры пазов определяются из следующих соотношений: L = (0,06 ... 0,09)H N = (0,18 ... 0,22)H M = (0,2 ... 0,6)H, где N - длина паза по торцу, M - высота паза, H - толщина цилиндрической оболочки. При подобном выполнении тонкостенной сборной оболочечной конструкции повышается ее надежность и долговечность при нагружении высоким внешним гидростатическим давлением. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
150 1 F 16 В 11/00
ОПИСАНИЕ ИЗО Е1 ЕНИ5) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4388912/31-27 (22) 07.01.88 (46) 30.07.89. Бюл. ¹ 28 (71) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С. О. Макарова и Институт проблем прочности АН УССР (72) И. И. Дьячков и И. А. Сазонов (53) 621.792.06 (088.8) (56) Дьячков И. И., Гарбуз E. И. Опыт применения оболочек из стекла для создания приборных контейнеров автономных средств пробоотбора.— Проблемы прочности, 1984, № 5, с. 78, табл. 2, тип. П вЂ” неразъемное клеевое соединение.
„.Я0„„1497401 А 1
2 (54) УЗЕЛ HEPA3ЪЕМНОГО КЛЕЕВОГО
СОЕДИНЕНИЯ КОРПУСА ГИДРОФИЗИЧЕСКОГО ПРИБОРА (57) Изобретение относится к техническим средствам, применяемым при изучении и освсении океана, в частности к приборным контейнерам требуемой архитектурной формы из хрупких неметаллических материалов типа неорганического стекла, ситалла или керамики, преимушественно для неразъемного клеевого соединения цилиндрических секций комбинированных оболочек. Цель изобретения — повышение надежности и долговечности тонкостенной сборной конструкци и
1497401 за счет повышения прочности соединения путем равномерного объемного ря<ч!редслсния
I1я llp53>3<< II5It3 Б TОp(LОВBIX Зоf1 а с CОС @II I(ß<. ХI L>(X оболочек в процессе нагружсния корпус.а внешним гидростатическим давлением. Узел клссвогo соединения содер>кит мсталлич<«кие кольцевые накладки 1 и 2, устянов Icf»lbl(. пя с гыке оболочек 3 и 4 корпуса.
ТОРЦЫ СОЕДИ))ЯЕМЫХ ОООЛОЧЕК И !icl!<ЛаДКИ 1 и 2 сосдинеHbl между собой носрс;(с!Бох! клеевых швов 6 и 6. )для снижения жесткссти внутренней металлической накладки се
Наружная l(H;IH(lдричсская пов pxllocTb изготовлена в Вид« череду!Ощихся, рав)(омер!(о р (сир«дел llllblx по окру>kttocTH кольца ря;LlI2;ll>llblX вертикя lbllb(X II230(3, за»о »IC!llib(X
)(зоб рс 3(н ис Отli o< ll l «5(к (х и и I(. «к и м
С рС (С(1)с! (1, П р И М (. I "5!«,i! i X("„! 51;)(". »(1 1(Я П.-, !ПО-И(3«Г(С;(ОВ (Г(. . I t:«(II X >Ll (Я !. (.::i! П PH 1)З>> (С!)ИИ И ОС ВО !(5»l Ok«f»(c(, ll М ОЖ(I бып исп()льзовя)30 при соз Lf»»»I »p(l(op(fblx контейнеров трсоуемой (!рхптс )сгс рн(э!! формы l1:I ХP> II KÈ." 1((. X1СТ2Л, 3 ИЧ (СVH. с М «T(PI! сl. (ОВ Т И!! с! Н(ОРГcl H И >IСС) ОГО СТСКЛ с), СИTci, 1Л с! ИЛ И КСР 2;1 (ки, прспмуществс »но для И«разъемно! о 1<.1ЕЕВОГ0 СО(>ДИI(СI(ИЯ l(È, IÈÍ. Lt)ИЧССКИ. с ССКЦИ Й комбиниров«н!(ых оболочек. Цел ь и )обрстсliliri — I10Bt>1 ltl«ll!f«надежи >сти и долговечности топкостсннс>й сборной конструкции зя счег повып!сllHH проч)lidС1 li С()(дИ IIСН ИЯ Ilх Т(. 3>! рс1ВНОмс 1>IIО(О Обз>с м— ного распределения Напряжений Б торцовых ЗО))с(Х СОС;IHHHCÌÛÕ ОООЛОЧСК Б ПРОНСС< С li2ãðóæcHèÿ корпуса высоким внеп!!(им гII,Lростатическим давлением вследствие !lot»tжения жесткости и увеличения подвижности элементов, входя!цих B узел соединения. ! !c3 <1)и . 1 Покс)Зсl Нс! CХСЫ с! Ii P(. (. (2(cl Е ХIО! О Х>3.1 а (0(>. (И II(. ti È Я; 132 фИГ. 2 - (. X(I сl ря i(pc 3«э!«ния I(220â на наружной цилиидр:IЧССКОй С)СИКС ВНУТРЕННЕГО МЕтd,i<(He!««kO! О ( Узел »«раз.ьсмногÎ клеевого cоединсн!(я корпуса гидрофизического прибор» (фиг. 1), ;).Lcðæè г впутренн)ою 1 и !(яруж!(ую 2 м«тяллические:!вкладки, изготовл«I!lib((. Нз стя,!и 40Х, термообработанные до 28 32 НГ<с:. Металлические накладки 1 ll 2 сопряжены с боковыми повсрхност5!м Обо.-.ос!(к 3 и 4, ИЗГOГОВЛ ЕH(ib(Ì È ИЗ НСОРГ;»»! I CКО! О С ГСКЛ Я х арки MKP — 1. 1Орцы <ч>пряг ii>мых Оболочек 3 и 4 и накладки 1 ll 2 соединены Tежду собой чер«з клеевые (lb(i 5 и 6. ! Я PМЖ 1(c(Я Ц И. I И I I,(P !I IС С) 1 ав)н)мс р;)с> р;!спр«дс, lclllll, Ilo окружное ги О, lb(id в.(ОГ!ь с< обра:3< )Оп(их Ilci:30B 7 и 8 ; llfpl1llo)1 /.= — 0.4 0,6 мм, симмс грично ря« (pC. \(, 1(fiНЫХ С, (В, 1 Ор(LOB!>IX «Горо!3 (lcll< к.!««м и симмстри illo ряс!К>л(>жеilllblx с двух ! Ор!30(31!х !Topo!l с максимальцым углублеписм 112 !.OpiLdx. 1 я cтÎяцие К между пазамии оп рс дел я< Гся из соотношения !<=в = (41 11) /, Г(с / !»ирина паза Размеры пазов о )рс/(ег!5!)О (с53 из слсдукнши:< со<ГгнОI!(сt(HI(: l = — - (0,06...0,()9) /.; Л = (0, 8... 0,22)/f; М=-= (0,2...0.6 ) /), (TL«Ë — длина i122d iio торим, .3! — — высота паза, /! To;i»LHH2 цилипдpllil(.ской оболочки. !ри подобном 10 выполнении тонкостенной сборной оболо чечной конструкции повышается ее на. деж ность и долговечность п ри н агружении высоким внешним гидростатическим давлением. 2 ил. CИМЯЛ „:ЫМ У;.,З; б. Ц )lli«XI licl ГОЗЦЯ, Л -=1,2 1, 3 ., >!, I 3 b: (! I ; ) I ((3:3 ci . 3>! =- 3, i) 4, 2 м м, дл и Н я х ОР,I, xl(ж,(< Ii c! «сl ми состс! Е3.15(12 К = —. /,0 2-1,,) х)хl. !3 .О«п!И«ни» испо,!ьзоваи в(ОН«l!, (н! !й к, с li-i 1(с! 3Ы . ),С ГЯ !!I СО< ;I,И Ii("ÍИЯ 11(PL- Д СКЛС ИКОН ()бсзжиривают я)цт<)пом, я зятем обсзжириВяк)т спиртом. О!Г(иxldë Ilbi(> рязмерь: влеСl «3!ТOB. 13 XO, Lsf ii(2 X В с ОС;LHII(Í È(. ВЫоря НЫ Б соот()стст()ии с )и;Iириче(кихlи форх!уляс» B ЗО зяс)ис))х!Ос! и От /1 то.!(цины f1 H;iH)l;Lpi! IескОй обол(>чк;1: // — Бbl(oi метяллиi1(Ñ КОГО КО,(b(Lci, //== > ()/1; Ь ТО:) ll cИ Нсl Н яруж)(ой аклядkil, t)! — 0,16h; Ь тол(циня внутрсннсй няк,)адки, Ь = — 0,3/7; /(— длина хорд ix сж ту !азами, К = (41 44) L либо 35 /i, (2 6 3;>) /,. h,пирина п«,я = — (0,06 0,09) /1; Л вЂ” макси;)альное, ГГ!мблснис паза ня торце коль!12> Л =- (0,18 0,22) /1; )1 -- максим Я,lы)аsl Вы< Ота !If!зс(,, I=-=-((0,6)- 0.6) h 4Q Указанные соотношения зыбраны в рс))льтаT(много )искренныx ак перимс пов из которых следует, что ширину паза h(0,06h сложно реализовать технологически. IIOс кол1>к t Г(аз Вbl (1Ол(IЯ< т(. Я ста Il. 321>TIIОЙ ф1)сзОЙ 40:<0,4 6Р.)с>15, более тo! I( И 3 Г OT O 8 J3 53 T b C 53 П < > C I l (. I I t c3, Ь Н О Х l ч 3 Я К 2 3 >> Ü, P OМС ТОГО, Б С)О.)СЕ XXIК!(й»2 i II IOXO ПРОНИК cl <Т ЭПОК«И, (;1 Û И I<,! «11 !. .) 1 ВОЗ Х)ОЖ Н Ы нспроклси, !)о Б ито! е О! рицятс,(ы;с> сказывается (le! ро»и)сти кольц;! 1lplt /: -0,09/! (. Н И Жа< I CЯ lip 0 !! IОСТЬ КО.I Ьi(2 i id-За Б Ьl крс(ц) ИВания клс я, I(2÷èE(253 li2(рузки 36 МГ1; . ()IlTtfXf2. ЬШ>Й ЯБ,!ЯЕтСЯ II»iPHii2 ПЯЗ2, KOTOPc!si выбрапя из Вь!ражения l === 10,06 0,09) Ь. BbI»oc»I«I ис паза с длиной хор, ИС>Pc»t !loll cl, I l>ll 0, Т а К 1 Я К 1))1! ОО.1СС Чсl<.ТО >! с с Б Ы П О, »! C П И f i П 2 3 О Б I O B l >l i, <. 13 l i C I I P(: О I I O C Г И Н С .) > I! dОГ1к), (я СТСЯ. Г! рИ Вl>! I:О.: II< 11!I И >Кс i!232 :L»»loH хор;(1,! К -44., т. «с.!учай рсдк<>i.о P l1«i(0 1 )ii<(l »15l I I 230Â. Н (. ОО(« I l("ЧИ Ва(Т "с 1:О 1497401 мерного деформирования кольца, а в результате реализуются условия неосесимметричного напряженного состояния оболочки корпуса в зоне узла соединения, что ощутимо снижает ее прочность. Поэтому оптимальíàH длина хорды между пазами К= (0,4! — 0,44) 1 . Максимальное углубление паза на торцах Л должно составлять (0,18- — 0,22) h, поскольку при Л 0,18h жесткость кольца уменьшается незначительно, т. е, теряется смысл паза на кольце, а при Л)0,22h выкрашивается клеевой состав из паза, начиная с 29 МПа и сугцественно снижается прочность кольца. При высоте паза )4(0,5/I не удается оц)утимо снизить жесткость кольца и не реализуется см ic;I выполнения паза на кольце, при,И:--06п -- выкрашиBàåòñÿ клеевой шов, снижается прочность кольца, поэтому оптим гльным является .Ч= (0,5--0,6) h. Неразъемное клеевое соединение по Перед сборкой неразъемного клеевого соединения каждую внутреннюю накладку 1 подвергак)т дополнительной обработке. Г1редварительно делят наружную цилиндри«ecKyK) поверхность кольца (радиусом Я„ =92,5 мм) на равновеликие прямоугольные цHëHH;LðHческие сегменты. Число таких сегментов 23. 11осле этого с помощью фрезы 40х0,4 6РМ5 на фрезерном станке поочере;)но Г каж/ой стороны (TopLLB) выполняют пазы размерами согласно указанным эмпирическим соотношениям: при /(=24,5 мм-/=0,4 мм; Л =1,4 мм; .ь(=4,2 мм. В с Iy«ac изготовления корпуса гидрофизического прибора, содержащего только неразъемные клеевые соединения предварительно ) станавливают внутреннюю накладку ! и формир) IoT клеевые швы 5 и 6 межд стеклоэлементами, внутренними поверхностями соединяемых оболочек 3 и 4 и накладкой j; клеем BBIIoëíÿþò также пазы 7 и 8. На место наружной накладки 2 устанавливают индуктор с изолятором, который подключен к генератору ТВЧ, мощностью 9,5 кВт (ш показаны) и разогрева)от накладку до TL )iïåðHTój)û полимеризации клеевого состаBB 343 — 353 К в течение 7,5- — 8,0 и. При этом индукiop позволяет листа)н(ионно воздействовать на накладку 1, удерживая и <риксируя ес в своем магнитном иоле в строго заданном пг)ложении. Затем удаляют индуктор, устанавливают наружную накладку 2, формируют клеевой шов 5 — — между наружными поверхностями оболочек 3 и 4 и накладкой 2. Устанавливают индуктор с изолятором на наружной накладке 2 и разогрсвак)т его до температуры и в течение времени, необходимых для полимеризации клеевогo состава у наружной накладки 2. При нагру женин корпуса клеевой IlloB 6 (фиг. 1) между торцами соединяемых оболочек 3 и 4 подвергается действию сжимающих сил, которые его стремятся вытеснить. Однако накладка 1, 2 и клеевой шов 5 удерживают шов 6 от вытеснения, создавая для торцовых зон оболочек 3 и 4 эффект обоймы с равномерным объемным распределениеxl напряжений вне зависимости от несовершенств соединяемых элементов. Такое выполнение узла соединения обеспечивает повышение прочности соединения за счет создания условий для равномерного îбьемного распределения напряжений в тор15 цовых зонах соединяемы. тонкостенных оболочек оез разрушения клеевого шва и, как следствие, возможность равномерного деформирования зон оболочек, прилегающHx и узлх соединения и уда it)I.iûx от него. Повышение прочности узла неразъемногo соединения 20 элементов корпуса позволяет повысить его надежность и долговечность, т. е. увеличить глубину его погружения до 4500 м. ФО/),IIIi.1а ii зоб)/)втс ная К=- (-!1 - 44) 1, где 1 — — ширин» паза, 50 а размеры пазов определяются из соотношений / = (0,06 Л = (0.18 .Ц= (0,2 0,091/), ().221/i, 0,() (h I ОРЦ k ; нпдричсской обило IKII. где Л вЂ” - длина М вЂ” высота /I — тол н. Узел неразъемного клеевого соединения корпуса гидрофизического прибора, изготовленного из xрупкого неметаллического материала, содержащий контактирующие торцами оболочки корпуса. металлическое 30 кольцо, установленное на стыке оболочек, и клеевой шов между сопрягаемыми поверхностями кольца и оболочек, отличаюи(а1/гч тем, что, с целью повышения надежности и долговечности за счет повышения прочности соединения путем равномерного объемного 35 распределения напряжений в торцовых зонах соединяемых оболочек в процессе нагружения корпуса внешним гидростатическим давлением, металлическое кольцо выполнено в виде наружной и внутренней кольцевых 40 накладок, прп этом цилиндрическая поверхность внутренней накладки, обращенная к оболочкам, имеет расположенные равномерно по окружности накладки пазы, заполненные клеем и направленные от торцов вдоль образук)щих накладки, расстояния q5 между которыми определяются из соотношения 1497401 Составитель Н. Жарова Редактор В. Ковтун Техред И. Ве с Заказ 4425/38 д . ерес Корректор Э. Лончакова Тираж 699 Подписное ВНИИ ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент». r. Ужгоро, . Г ., !01 ».. иго юд, ул. агарина, 1
