Заклепка с односторонним доступом
Изобретение относится к машиностроению, а именно к заклепкам с односторонним доступом. Заклепка с односторонним доступом содержит головку и стержень с клинообразным вырезом, выполненным вдоль стержня по винтовой линии. Заклепка также снабжена спиралью произвольного профиля из сплава с эффектом памяти формы, первоначально имеющую винтовую форму. Спираль размещена в клинообразном вырезе стержня. Стержень выполнен из пластичного материала с меньшей твердостью, чем материал винтовой спирали, представляющий собой сплав, которому задано фазовое превращение при расчетной температуре в прямолинейную форму. В результате обеспечивается надежность соединения в сложных условиях. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к заклепкам с односторонним доступом.
Известны заклепки с односторонним доступом, которые повышают надежность и ресурс заклепочного соединения за счет применения осевой глухой полости в стержне, сердечника с конусом и выступами анкерного типа [1, 2].
Известно использование сплавов с эффектом памяти формы для неразъемного соединения деталей [3].
Прототипом предлагаемого изобретения является заклепка для односторонней клепки, содержащая головку и стержень с клинообразным вырезом, выполненным вдоль стержня по винтовой линии [4].
Недостатком конструкции прототипа является низкая надежность и ресурс заклепочного соединения во время работы при виброударных воздействиях и нестационарных температурах.
В то же время в технике возникает задача обеспечения надежности соединения в сложных условиях. Данная задача может быть решена следующим образом.
Заклепка с односторонним доступом содержит головку и стержень с клинообразным вырезом, выполненным вдоль стержня по винтовой линии, снабжена спиралью произвольного профиля из сплава с эффектом памяти, первоначально имеющую винтовую форму, спираль размещена в клинообразном вырезе стержня, материал стержня выполнен из пластичного материала с меньшей твердостью, чем материал винтовой спирали, сплаву которой задано фазовое превращение при расчетной температуре в прямолинейную форму.
Сущность предлагаемой заклепки поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена заклепка с односторонним доступом, установленная в соединяемые детали до клепки; на фиг.2 - заклепочное соединение в сборе.
Заклепка одностороннего доступа содержит головку 1 и стержень 2 с клинообразным вырезом 3, выполненным вдоль стержня 2 по винтовой линии, снабжена винтовой спиралью 4 произвольного профиля, размещенной в клинообразном вырезе стержня 2, винтовая спираль 4 выполнена из сплава с эффектом памяти формы, материал стержня 2 выполнен из пластичного материала с меньшей твердостью, чем материал винтовой спирали 4.
Непосредственно перед клепкой винтовая спираль 4 устанавливается в клинообразный вырез 3 стержня 2 так, чтобы обеспечивалось свободное размещение заклепки в глухом отверстии соединяемых деталей 5 и 6.
При клепке ударное нагружение, приложенное по оси стержня 2, деформирует участки стержня 2 по винтовому клинообразному вырезу 3 и, собственно, винтовую спираль 4. Деформированные винтовые клинообразные вырезы 3 стержня плотно обжимают винтовую спираль 4, выталкивая ее в материал детали 6, и образуют дополнительное соединение с телом детали 6. При этом тепло, выделяемое при пластической деформации стержня 2 и спирали 4, нагревает спираль 4, выполненную из термоупругого сплава с эффектом памяти формы до температуры восстановления формы, и вызывает в соединении радиальные напряжения, усиливающие распирающий эффект при повышении температуры соединения. Нагрев спирали 4 может осуществляться до температуры, при которой происходит возникновение термоупругих напряжений, стремящихся восстановить форму пластически деформированного первоначально прямолинейного профиля спирали 4. Для сплава с эффектом памяти формы на основе, например, соединения никеля и титана эта температура может составлять от 60 до 150°С [3]. Таким образом, термоупругие напряжения в спирали 4 обеспечивают плотное прижатие элементов деформированной заклепки к стенкам глухого отверстия детали 6.
При воздействии на заклепочное соединение высоких температур до 600°С (при прямом нагреве или нагреве от механического трения, вызванном вибрацией или ударами) сплав с эффектом памяти формы претерпевает упрочнение, обеспечивая более плотное прижатие деформированной заклепки к стенкам глухого отверстия детали 6.
Положительный эффект предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности, ресурса и стойкости к срезу заклепочного соединения с односторонним доступом за счет более плотного прижатия деформированной составной заклепки к стенкам глухого отверстия детали. Положительный эффект обусловлен применением винтовой спирали, выполненной из термоупругого сплава с эффектом памяти формы.
Данная заклепка с односторонним доступом отличается от прототипа усовершенствованной конструкцией, обеспечивающей надежное соединение деталей, в том числе значительной толщины, работающих в сложных условиях при вибрационных воздействиях и высоких температурах.
Источники информации
1. Патент США №3702087, кл. 85-39,1972.
2. Авторское свидетельство СССР №1673759 A1, F 16 В 19/08, "Заклепка".
3. Эффект памяти формы в сплавах: Пер. с англ. Л.М.Бернштейна /Под ред. В.А.Займовского. - М.: Металлургия, 1979 - 472 с.
4. Авторское свидетельство СССР №1305459, F 16 В 19/06, 5/04, "Заклепка для односторонней клепки".
Заклепка с односторонним доступом, содержащая головку и стержень с клинообразным вырезом, выполненным вдоль стержня по винтовой линии, отличающаяся тем, что снабжена спиралью произвольного профиля из сплава с эффектом памяти формы, первоначально имеющую винтовую форму, спираль размещена в клинообразном вырезе стержня, стержень выполнен из пластичного материала с меньшей твердостью, чем материал винтовой спирали, представляющий собой сплав, которому задано фазовое превращение при расчетной температуре в прямолинейную форму.
