Способ соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к неразъемным соединениям узлов, деталей летательных аппаратов. Может быть использовано как способ стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, стыковки отсеков и каких-либо узлов, изготовленных из материалов с различным коэффициентом теплового расширения. Предлагаемое изобретение позволяет стыковать элементы, соединение которых в поперечном сечении образует контур произвольной формы, а также рабочая температура стыка ограничивается только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены его элементы. Данное техническое решение может найти применение в качестве способа стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, отсеков с различными агрегатами или между собой, которые, в свою очередь, имеют отличающиеся коэффициенты теплового расширения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к неразъемным соединениям узлов, деталей летательных аппаратов, которое используется для стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, стыковки отсеков и каких-либо узлов, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения (далее КТР).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ соединения керамической оболочки со шпангоутом, см. учебное пособие «Проектирование головных обтекателей ракет из керамических и композиционных материалов» М.Ю. Русин, издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2005, глава 3.3.2, стр. 55, рис. 3.11., включающий изготовление оболочки, стыкового шпангоута с элементами крепления к стыкуемой части, переходного шпангоута, расположение переходного шпангоута под оболочкой и стыковым шпангоутом, и соединение с ними, при этом поперечное сечение деталей выполняют круглым, соединение переходного шпангоута с оболочкой выполняют неразъемным, а соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполняют с использованием штифтов, для чего в стыковом шпангоуте выполняют отверстия для запрессовки штифтов, а в переходном шпангоуте выполняют отверстия обеспечивающие зазоры для перемещения штифтов в направлении осей и в радиальных направлениях, после их запрессовки в отверстия стыкового шпангоута через отверстия переходного шпангоута, и обеспечивают запрессовку штифтов. Известный способ может быть использован для деталей некруглого поперечного сечения имеющих продольную плоскость симметрии.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого способа являются следующие: способ соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, включающий изготовление оболочки, стыкового шпангоута с элементами крепления к стыкуемой части конструкции, переходного шпангоута, с некруглыми поперечными сечениями, имеющими продольную плоскость симметрии, расположение переходного шпангоута под оболочкой и стыковым шпангоутом, и соединение с ними, при этом оболочку и переходной шпангоут изготавливают из материалов с близкими коэффициентами теплового расширения, их соединение выполняют неразъемным, а соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполняют с использованием штифтов, для чего в стыковом шпангоуте выполняют отверстия для запрессовки штифтов, а в переходном шпангоуте выполняют отверстия, обеспечивающие зазоры для перемещения штифтов в направлении их осей и в радиальных относительно осей направлениях, после их запрессовки в отверстия стыкового шпангоута, и запрессовку штифтов в отверстия стыкового шпангоута через отверстия переходного шпангоута

Недостатком известного способа является то, что его использование для соединения деталей некруглого поперечного сечения приводит к уменьшению диапазона рабочих температур соединения потому, что в широком диапазоне рабочих температур к изменению длины и диаметра штифтов добавляется их смещение в боковом направлении, при этом простое увеличение радиального зазора вокруг штифтов не решает задачи, поскольку приводит к подвижности деталей соединения в продольном направлении.

Предлагаемое изобретение позволяет стыковать элементы, соединение которых в поперечном сечении образует замкнутый контур произвольной формы, при этом рабочая температура стыка ограничивается только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены его элементы.

Для достижения названного технического результата в способе соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, включающем изготовление оболочки, стыкового шпангоута с элементами крепления к стыкуемой части конструкции, переходного шпангоута, с некруглыми поперечными сечениями, имеющими продольную плоскость симметрии, расположение переходного шпангоута под оболочкой и стыковым шпангоутом, и соединение с ними, при этом оболочку и переходной шпангоут изготавливают из материалов с близкими коэффициентами теплового расширения, их соединение выполняют неразъемным, а соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполняют с использованием штифтов, для чего в стыковом шпангоуте выполняют отверстия для запрессовки штифтов, а в переходном шпангоуте выполняют отверстия, обеспечивающие зазоры для перемещения штифтов в направлении их осей и в радиальных относительно осей направлениях, после их запрессовки в отверстия стыкового шпангоута, и запрессовку штифтов в отверстия стыкового шпангоута через отверстия переходного шпангоута, зазоры отверстий в переходном шпангоуте, находящиеся справа и слева от продольной плоскости симметрии выполняют увеличенными в направлениях, перпендикулярных оси штифта, при этом параллельных плоскости перпендикулярной к продольной плоскости симметрии деталей.

Отличительным признаком предлагаемого способа является то, что зазоры отверстий в переходном шпангоуте, находящиеся справа и слева от продольной плоскости симметрии выполняют увеличенными в направлениях, перпендикулярных оси штифта, при этом параллельных плоскости перпендикулярной к продольной плоскости симметрии деталей.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: рабочие температуры стыка ограничиваются только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены его элементы. Также появляется возможность соединять узлы, которые в поперечном сечении образуют контур произвольной формы.

Данный способ может найти применение в качестве узла стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, отсеков с различными агрегатами или между собой, которые в свою очередь имеют отличающиеся КТР.

Изобретение поясняется фиг. 1…4.

На фиг. 1 представлено соединение деталей, изготовленных из материалов с различным КТР в изометрии. Изображенное соединение состоит из стыкового шпангоута 1, переходного шпангоута 2, оболочки 3.

На фиг. 2 показана форма сечения соединения элементов, с осью, расположенной в продольной плоскости симметрии узла.

На фиг. 3, представлено сечение А-А фиг. 2 по продольной плоскости симметрии узла. На сечении А-А показаны стыковой шпангоут 1, переходной шпангоут 2, оболочку 3, уплотнение 4, зазор между оболочкой и стыковым шпангоутом 5, штифт 6.

На фиг. 4 изображено сеч. Б-Б фигуры 3, поясняющее соединение деталей с различным КТР при помощи штифтов 6-25, запрессованных в стыковой шпангоут 1. Штифты 6 и 16 находятся в плоскости симметрии узла и устанавливаются в переходной шпангоут 2, в отверстия с диаметром d, с минимальным радиальным зазором, с обеспечением свободы перемещения штифтов 6 и 16 вдоль оси. Штифты 7-15 и 17-25 устанавливаются в переходной шпангоут в овальные отверстия, минимальная ширина которых равна диаметру d отверстий для штифтов 6 и 16, а максимальная длина D выбирается для максимального увеличения конструкции в местах установки штифтов и находится в плоскости сечения Б-Б, которая перпендикулярна к продольной плоскости симметрии узла (сечение А-А). Для оптимизации изготовления переходного шпангоута 2 допускается принять длину всех овальных отверстий одинаковой, и равной длине отверстия, в области которого будут реализовываться наибольшие перемещения конструкции.

Соединение элементов, изображенное на фиг. 1…4 работает следующим образом:

Стыковой шпангоут 1 соединяется с переходным шпангоутом 2 посредством штифтов 6-25, запрессованных в стыковой шпангоут 1. Переходной шпангоут 2 и оболочка 3 имеют одинаковый или близкий КТР и скрепляются любым неразъемным соединением, обеспечивающим необходимую прочность и жесткость исходя из условий эксплуатации. Количество штифтов 6-25 является расчетным и выбирается исходя из необходимых прочностных характеристик стыка. Овальные отверстия в переходном шпангоуте обеспечивают свободу перемещения штифтов 7-15 и 17-25 при увеличении периметра стыкового шпангоута 1. Уплотнение 4 обеспечивает герметичность стыка по контуру. Овальная форма отверстий для штифтов 7-15 и 17-25 в переходном шпангоуте 2 с максимальной длиной D, расположенной в плоскости поперечного сечения шпангоута 2 перпендикулярно к оси штифта, соответственно 7-15 и 17-25, обеспечивает выполнение увеличенных зазоров отверстий между переходным и шпангоутом 2 и штифтом, соответственно 7-15 и 17-25, в направлениях, перпендикулярных оси каждого штифта, при этом параллельных плоскости перпендикулярной к продольной плоскости симметрии деталей 1, 2, 3.

Способ соединения деталей, изготовленных из материалов с различными коэффициентами теплового расширения, включающий изготовление оболочки, стыкового шпангоута с элементами крепления к стыкуемой части конструкции, переходного шпангоута с некруглыми поперечными сечениями, имеющими продольную плоскость симметрии, расположение переходного шпангоута под оболочкой и стыковым шпангоутом и соединение с ними, при этом оболочку и переходной шпангоут изготавливают из материалов с близкими коэффициентами теплового расширения, их соединение выполняют неразъемным, а соединение переходного шпангоута со стыковым шпангоутом выполняют с использованием штифтов, для чего в стыковом шпангоуте выполняют отверстия для запрессовки штифтов, а в переходном шпангоуте выполняют отверстия, обеспечивающие зазоры для перемещения штифтов в направлении их осей и в радиальных относительно осей направлениях, после их запрессовки в отверстия стыкового шпангоута, и запрессовку штифтов в отверстия стыкового шпангоута через отверстия переходного шпангоута, отличающийся тем, что зазоры отверстий в переходном шпангоуте, находящиеся справа и слева от продольной плоскости симметрии, выполняют увеличенными в направлениях, перпендикулярных оси штифта, при этом параллельных плоскости, перпендикулярной к продольной плоскости симметрии деталей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пальцу для зажима прилегающих друг к другу элементов с отверстиями и направлено на повышение надежности работы устройства целиком. Палец включает в себя тело пальца, приводное средство и зажимные средства.

Изобретение относится к анкерному устройству и направлено на упрощение демонтажа устройства. Анкерное устройство с установочной гильзой, которая имеет захватные язычки, которые выполнены с возможностью приведения в зацепление с внутренней стенкой, выполненной в несущей детали установочной выемки, и которая оснащена удерживающими средствами, и с вставляемой деталью, которая выполнена с возможностью введения в установочную гильзу в направлении введения и посредством удерживающих средств заблокирована от смещения против направления введения.

Изобретение относится к крепежному средству и направлено на повышение надежности установки. Крепежное средство содержит крепежную втулку, содержащую стержневую часть, и штифт, который содержит головную часть, хвостовую часть и основную часть, причем основная часть расположена между головной частью и хвостовой частью и предназначена для контактирования со стержневой частью в первом и втором рабочих положениях, при этом головная часть и хвостовая часть - каждая имеет наружную окружность, большую, чем максимальная наружная окружность основной части, при этом основная часть содержит первый уступ и второй уступ, причем второй уступ расположен между первым уступом и хвостовой частью вдоль продольного направления.

Изобретение относится к элементу крепления соединяемых деталей и направлено на повышение электрической неразрывности соединяемых деталей. Элемент крепления соединяемых деталей содержит шпиндель, образованный цилиндрическим стержнем и концевой частью.

Изобретение относится к крепежным средствам, предназначенным для преимущественно скрытого крепления различных элементов к любым системам и конструкциям, в частности для фиксации фасадных панелей на фасадных подсистемах.

Изобретение относится к временным креплениям типа крепежных пистонов и направлено на облегчение использования автоматических установочных инструментов. Крепление для временного соединения конструкций с предварительно просверленными отверстиями, содержащее: корпус, расположенный вдоль оси и имеющий опорную сторону, по существу перпендикулярную к оси и выполненную с возможностью вхождения в контакт с передней стороной соединяемых конструкций; расширитель, неподвижно соединенный с корпусом; две упругие полураспорки, выполненные с возможностью прохождения через отверстия, при этом каждая распорка оснащена крепежным носиком, выполненным с возможностью прижатия к задней стороне соединяемых конструкций, причем расширитель расположен между двумя полураспорками; и механизм, выполненный с возможностью перемещения относительно корпуса и содержащий резьбовой стержень, расположенный коаксиально с корпусом, причем один конец стержня соединен с полураспорками, а указанный механизм дополнительно содержит приводную гайку, установленную на указанном стержне.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении металлических крепёжных деталей в виде стержня с головкой и резьбой, например шурупа.

Изобретение относится к области строительства зданий и сооружений, в частности к устройствам крепления теплоизолирующих материалов к несущим конструкциям. Крепежный элемент для фиксации теплоизолирующих материалов содержит штифт с цилиндрическим телом и пластмассовой термозащитной головкой, цельный пластмассовый удерживающий элемент, который состоит из прижимной пластины, втулки, направляющей штифт, и посадочного места в виде отверстия, размещенного между втулкой и прижимной пластиной, для размещения головки штифта после ее ввода.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована в строительстве для соединения друг с другом множества листовых деталей, в частности строительных плит.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Соединительный инструмент для соединения сегментов восстанавливающей трубы для восстановления существующего трубопровода.

Настоящее изобретение относится к гвоздю, в частности, для применения в гвоздезабивном устройстве, который состоит преимущественно из лигноцеллюлозного материала и имеет стержень гвоздя, на переднем конце которого предусмотрено образованное в виде конусообразного круглого острия острие гвоздя и на задней концевой области которого образована область головки, причем угол заострения острия гвоздя > 40°.

Гвоздь // 2566492
Изобретение относится к строительной технике, а более конкретно к средствам крепежа тонколистовых материалов. Гвоздь включает шляпку, стержень, острие и фиксаторы, установленные на стержне, при этом фиксаторы выполнены в виде упругих лепестков, загнутых вверх в направлении шляпки и расположенных над острием.

Блок скоб // 2563220
Изобретение относится к блоку скоб и направлено на прямолинейное расположение скоб после вбивания сквозь изоляционные плиты в деревянные стойки. Блок скоб включает множество связанных друг с другом скоб для крепления изоляционных плит к деревянным стойкам.

Гвоздь // 2545129
Изобретение относится к производству крепежных изделий и направлено на экономию металла при изготовлении особо крупных гвоздей. Гвоздь состоит из заостренного стержня и шляпки на его тупом конце, стержень выполнен в виде трубки, имеющей полость, заполненную сплошным твердым телом из расширяющейся цементно-песчаной смеси.

Изобретение относится к гвоздям для крепления различных вещей, а в частности к крепежному гвоздю для крепления наружных материалов стен на керамической основе. .

Изобретение относится к крепежным элементам и способам их крепления. .

Изобретение относится к средствам крепежа. .

Изобретение относится к крепежным элементам. .

Изобретение относится к области крепежных изделий, предназначенных для соединения деталей из дерева либо прикрепления к дереву деталей, выполненных из других материалов, и представляет собой гвоздь особой конструкции.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к неразъемным соединениям узлов, деталей летательных аппаратов. Может быть использовано как способ стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, стыковки отсеков и каких-либо узлов, изготовленных из материалов с различным коэффициентом теплового расширения. Предлагаемое изобретение позволяет стыковать элементы, соединение которых в поперечном сечении образует контур произвольной формы, а также рабочая температура стыка ограничивается только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены его элементы. Данное техническое решение может найти применение в качестве способа стыковки обтекателя с металлическим шпангоутом, отсеков с различными агрегатами или между собой, которые, в свою очередь, имеют отличающиеся коэффициенты теплового расширения. 4 ил.

Наверх