Клеезаклепочный способ соединения

Изобретение относится к комбинированным способам соединения, в частности к клеезаклепочному соединению. Способ по изобретению включает соединение субстратов посредством клеевого шва и усиление его заклепками. Клеевые швы используют не только в качестве внутренних, но так же и как внешнее покрытие. Дополнительно клеевые швы армируют. Материалы арматуры – различные конструкции, образующие один или несколько слоев. В качестве арматуры используют натуральные или искусственные материалы, однородные или разнородные. Также используют металлические или волокнистые элементы, отходы различных производств. Технический результат - повышение прочности соединения. 4 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к комбинированным способам соединения, в частности к клеезаклепочному соединению.

Аналогом способа того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является клеезаклепочный способ соединения с односторонней клепкой, который применяют в процессе ремонта, когда затруднен доступ к ремонтируемой зоне с обеих сторон. Этот способ позволяет повысить прочность соединения на 250-300% по сравнению с цельноклепанными конструкциями (см. Мирзоев Р.Г. Пластмассовые детали машин и приборов / Р.Г. Мирзоев. - Л.: Машиностроение, 1971. - с. 231-232).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что прочность самого клеевого слоя недостаточна, хотя его усиливают заклепками.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является известный из патента RU 2353526 С2 (кл. В32В 15/08, опубл. 27.04.2009) способ соединения субстратов из однородных или разнородных натуральных или искусственных материалов, например, из металлических и пластмассовых связывающих слоев, при этом, по меньшей мере, один из пластмассовых слоев армирован волокном, причем в местах, где пластмассовые слои не связаны с друг другом, открытые участки заклеены клеем без применения армирования. Полученные таким образом слоистые панели посредством заклепок или болтов прикрепляют к таким другим частям конструкции, как рама, элементы жесткости и т.п.

Недостатком способа, принятого за прототип, является то, что клеевое соединение используется без армирования, что снижает прочность соединения субстратов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - произвести армирование клеевого(-ых) слоя (слоев).

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - повышение прочности клеезаклепочного соединения.

Для достижения указанного технического результата клеевой слой усиливают не только заклепками, но и армированием с применением элементов:

- металлических в виде проволоки, фольги, сеток, сотовых и гофрированных конструкций и др.;

- в виде волокон из стекла, асбеста, углерода, лавсана, хлопка, пуха, перьев, меха, льна и проч. (прямолинейных; плоских, например зигзагообразных; объемных, например спиралеобразных);

- из пряжи, текстиля, бумаги, пленки, древесины, пластмассы, резины, кожи и др.

При этом клеевые слои с арматурой используют не только как внутренние швы, но и в качестве внешнего покрытия. Арматура - это не только упорядоченные конструкции, но и хаотично расположенные элементы, образующие один или несколько слоев или создающие узор в декоративных целях, например, неделовые отходы в виде стружки, опилок, крошек, лоскутов, обрезков, обрывков металлических и неметаллических материалов, в том числе из которых состоят сами субстраты. Элементы арматуры как и сами субстраты выполняют из материалов искусственных (синтетических) или натуральных (природных), однородных и разнородных.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Процесс соединения субстратов включает следующие операции:

- подгонка друг к другу и механическая обработка склеиваемых поверхностей для придания им необходимой шероховатости (обработка мягким ворсом, наждачной бумагой, сжатым воздухом, лезвийным инструментом, дробеструйная обработка и т.п.) или травление в водных растворах кислот и их солей;

- тщательное удаление грязи, масла и жиров путем обработки органическим растворителем (толуолом, медицинским бензином, ацетоном, четыреххлористым углеродом и т.п.);

- нанесение клея(-ев) на соединяемые поверхности с помощью пневматических распылителей, клеевых вальцев, клееналивных машин и проч. (выбор способа нанесения клеев зависит от исходного состояния клеев, которое может быть различным: жидким, пастообразным, твердым, в виде пленки, порошка, прутка);

- при выдержке поверхностей в открытом положении армирование внутреннего клеевого(-ых) слоя(-ев) (фактически пленки(-ок) с оптимальной толщиной 0,05-025 мм) с применением ранее перечисленных материалов и нанесением клея после каждого очередного слоя;

- сборка и выдержка клеевого шва под давлением и вне пресса, т.е. отверждение клеевого слоя без приложения внешнего давления;

- обработка шва;

- разметка, пробивка или сверление совмещенных отверстий в субстратах;

- вставка в отверстия субстратов заклепок с закладными головками;

- осаживание выступающих частей стержней заклепок для образования замыкающих головок (клепку выполняют вручную или машинами);

- в случае необходимости, нанесение клея(-ев) на внешнюю(-ие) поверхность(-ти) изделия в качестве покрытия с армированием клеевого(-ых) слоя(-ев), (арматуру перед клепкой можно прикрепить к стержням заклепок);

- отверждение посредством сушки холодной или горячей внешнего(-их) клеевого(-ых) слоя(-ев) с арматурой с последующей чистовой обработкой.

Заявленный способ предполагается применять в различных инженерных конструкциях и сооружениях, требующих как прочности соединения (узлы машин, колонны, фермы, мосты и проч.), так и прочности с плотностью (герметичностью) (самолеты, суда, паровые котлы, газосборники, резервуары, баки и др.). В последних плотность обеспечивается склеиванием, а необходимая прочность - клеевым швом, усиленным заклепками, а также армированием клеевого слоя.

Использованием клеев, применяемых в качестве восполняющей среды при корректировке грубообработанных и совершенно необработанных привалочных и посадочных поверхностей, при точной сборке узлов машин, при исправлении брака и т.п., можно достичь снижения сроков изготовления машин, аппаратов и проч. и изменения технологии их производства. Благодаря широкому применению клеев с использованием армирования станет лишней значительная часть многооперационной механической обработки, сократится количество установок при обработке деталей, снизится расход инструмента и потребность в металлорежущем оборудовании.

Использование изобретения ведет к упрочнению клеезаклепочного соединения субстратов с одновременным повышением его плотности (герметичности) посредством применения армирования клеевого(-ых) слоя(-ев). Кроме того, художественно выполненное армирование клеевого слоя на наружной поверхности изделия улучшит его декоративное оформление.

1. Клеезаклепочный способ соединения субстратов, включающий подготовку поверхности субстрата, выполнение на соединяемых поверхностях отверстий, усиление клеевого шва заклепками и армирование его, при этом клеевой шов используют как внутренний шов, отличающийся тем, что клеевой шов с арматурой используют в качестве внешнего покрытия на внешней поверхности изделия, причем арматура - это упорядоченные конструкции или хаотично расположенные элементы, образующие один или несколько слоев, или образующие узор в декоративных целях, и выполненные из натуральных или искусственных материалов, металлических элементов или волокнистых материалов, или отходов разных производств, в том числе из которых состоят субстраты, причем арматуру крепят к заклепкам.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве металлических элементов используют проволоку, фольгу, сетки, сотовые и гофрированные конструкции.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве волокнистых материалов используют волокна из стекла, асбеста, углерода, лавсана, хлопка, льна, пуха, перьев или меха.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве отходов разных производств используют стружку, опилки, крошки, обрезки, обрывки металлических или неметаллических материалов.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве арматуры используют пряжу, текстиль, бумагу, пленку, древесину, пластмассу, резину, кожу.