Способ получения неразъемного соединения

Способ получения неразъемного соединения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ltj, (- *.

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ )))765529

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12. 10. 78 (21)2672281/25-27 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹

16 В 4/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230980. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 230980 (53) УДК 621. . 881 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. A. Белый, Б. И. Купчинов, H. Д. Горобченко, М. М. Рыженко и В. И. Ин)отин

Институт механики металлополимерных систем

AH Белорусской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Изобретение предназначено для соединений в железобетонных, деревянных и пластмассовых изделиях, а также для соединения изделий в виде плит иэ аналогичных материалов, и может быть применено в строительстве, мебельном.производстве, на железнодо1 рожном транспорте.

Известен способ соединения пластмассовых деталей с металлическими из- 10 делиями, заключающийся в том, что для обеспечения прочного соединения пластмассовая деталь в виде втулки или вкладыша подвергается термообработке при температуре, близкой к максималь- 15 но допустимой в течение определенного времени (1).

После этого металлическая охватывающая деталь напрессовывается на пластмассовую и собранный узел под- 20 вергается термообработке при температуре, большей чем рабочая температура узла, но меньшей чем температура первой термообработки.

Однако этот способ может обеспе- 25 чить надежную прессовую посадку детали из упруго-вязкого материала только в изделиях иэ жестких материалов.

Вследствие наличия в полимерных материалах релаксации напряжений вели- 30 чина натяга будет переменной во времени.

Кроме того, реализация этого способа невозмо>хна для крупногабаритных изделий вследствие трудоемкости нагрева их до строго определенной темйературы.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощения технологии.

Указанная цель достигается тем, что крепежный элемент изготовляют иэ радиально уплотненной древесины, устанавливают в отверстия соединяемых деталей и смачивают.

Кре — åæíûé элемент уплотняют при давлении 180-230 кГ/см и температуре

110-130 С до степени уплотнения 4050Ъ.

Крепежный элемент устанавливают в отверстия соединяемых деталей с зазором 3-5% от его поперечных размеров.

При отрицательных температурах окружающей среды в качестве смачивающего агента берут водный раствор гидролизного спирта концентрацией 10-70%, при положительных — берут воду.

Фиг. 1, 2 поясняют предлагаемый способ.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

765529

Из древесины лиственных пород методами вырубки или точения изготовля. ют заготовки в виде усеченного конуса (см. фиг. 1а), гиперболоица (см. фиг. 1б) и т. д. с осевым располо>ке-. нием волокон. Затем заготовки высушивают,до влажности 10-12%, нагревают и уплотняют в радиальном направлении до придания цилиндрической формы (см. фиг. 1в).

Для резьбового или болтового соединения деталей или для соединения иэделия заклепочного вида, например древесностружечных плит, в изделии (см. фиг. 2а) просверливают цилиндрическое глухое отверстие с диаметром D>, несколько большим, чем ди- 15 аметр заготовки 0, а в древесностружечных плитах — сквозное отверстие также диаметром 0З(см. фиг. 2б). крепежный элемент (см.фиг.1в)вводят в глухое отверстие большим перво- щ() начальным диаметром 0 (см. фиг.1а) до упора, а в сквозное отверстие вводится элемент, имеющий первоначально гиперболическую поверхность (см. фиг. 1б). Торцы древесных крепежных элементов подвергают гидрообработке, под действием которой восстанавливает ся первоначальная форма крепежного элемента. Возникающее при этом дав" ление разуплотнения крепежных эле2 ментов достигает порядка 50 кГ/см что придает отверстиям в мягких материалах форму крепежного элемента, т. е. можно создавать соединения анкерного (см. фиг. 2в) или заклепочного типов при стыковке листовых мате- 35 риалов (см. фиг. 2г) и т. д.

Экспериментально установлено, что прочность соединений зависит от технологических параметров получения крепежного элемента, т. е. температуры, удельного давления при его уплотнении, а также степени уплотнения.

Зависимость прочности соединения от температуры и усилия уплотнения показана в табл. 1. Указанные характеристики определены при уплотнении древе45 сины заготовок до оптимальной степени уплотнения, равной 45%, при которой "эффект памяти" уплотненной древесины реализуется наилучшим образом (см. табл. 2). 50

Существенным признаком предлагаемого способа является также конструктивное оформление крепежного элемента, т. е. обеспечение оптимального соотношения степени 55 уплотнения крепежного элемента с койусностью его заготовки (табл. 3)

Выбор такого соотношения между степенью уплотнения и конусностью обусловлен тем, что на участке, подвергнутом неравномерному уплотнению, вследствие резкого искривления волокон древесины в направлении уплотнения, возникают поперечные растягивающие напряжения, приводящие к образо ванию трещин.

Для предотвращения трещин на торцах заготовки длина сжатия участка по опытным данным равняется двадцатикратной величине конусности.

Почность соединения зависит также от оптимального выбора зазора между крепежным элементом и отверстием, в которое вводится крепежный элемент.

Величина такого зазора выбра-:а из условия ускорения разуплотнения крепежного элемента и увеличения прa÷ности соединения (табл. 4), Таким образом, величина опт .. .ал:.— ного зазора 1,0-1,5 мм (3-5":- >т е=о поперечных размеров).

Восстановление первоначальной <5г. мы осуществляется:

1) во влажной среде при те ператуОс

2)в условиях воздействия 10-70:.—

-ого раствора гидролизного спирта в воде в интервале температур от 0 до

-60 С.

При отрицательных температурах существенным является то, чтобы смачивающий агент не замерзал и не уменьшалась скорость разуплотнения. Для этого были проведены исследования по выбору оптимального состава смачивающего агента (табл. 5) °

Из табл. 5 видно, что наилучшая скорость разуплотнения при температуре от О до -60 С достигается при

P концентрации раствора гидролизного спирта от 10 до 70%. р и м е р В брусе из древесины сосны высверливаются отверстия ди» метром 31 мм на глубину 70 мм, в которое устанавливают совместно с болтом цилиндрический крепежный элемент, из неравномерно уплотненной древесины диаметром 30 мм и длиной 60 мм, полученный при радиальном уплотнениг заготовки при 120 С и давлении

180 кГ/см, так что участок с наибольшей степенью уплотнения (6 =45Ъ) находится в глубине тела бруса. 3азор между крепежным элементом и брусом coñòàâëÿåò 1 мм. Этот зазор заполняется смачивающим агентом. Древесина под действием влаги.восстанавливает свою первоначальную форму и за счет усилия разуплотнения .жестко фиксируется совместно с болтом в отверстии бруса. Время полного разуплотнения крепежного элемента, содержащего болт, в отверстии бруса составляет 4 мин. Усилие выдергивания болта вместе с разуплотненным крепежным элементом из отверстия бруса через

4 мин составляет 2000 кГ.

765529

Т а б л и ц а 1.Зависимость прочности соединения от технологии изготовления крепежного элемента

Температура, С 100 110

120 130 140

Усилие уплотнения, кГ/см 250 230

180 220 265

Степень уплотнения,Ъ

45 45

45 45

Прочность соединения

1765 1890 2000 1960 1680.Таблица 2

Зависимость прочности соединений от степени уплотнения

1600 2000 1680 1500

800 1400 1750 1550 1350

Таблица 3

Зависимость прочности соединений от соотношения степени уплотнения крепежного элемента к конусности его заготовок

740 800 860 910

1420 1480 1510 .1550

1830 1900 1980 2000

1590 1640 1680 1650

1440 1500 1460 1420

40

50

Таблица

Зависимость прочности соединения от величины зазора о ния заготовки, Ъ

45 45 45

Прочность соединения, кГ

1890 2000 1950 1820 1680

Прочность соедине- ) ний при их разуплот-, нении в водной среде, кГ

Прочность соединений при их разуплотнении в парах воды, кГ

960 1000 940

1600 1540 1400

1950 1890 1780

1610 1540 1580

1380 1300 1270

765529

Т а б л и ц а 5

Зависимость скорости разуплотнения крепежного элемента от температуры и концентрации раствора гидролизного спирта

20

0,072

0,067 0,056

0,053

0,050

0,048

0,050

0,048

0,063

0,059

0,055

0,042

0,045 0,040 0,037

0,050 0,045 0,043 0,039 0,036 0,033

Формула изобретения

1. Способ получения неразъемного соединения, заключающийся в заклиниваниИ крепежного элемента, из матерна- 25 ла с "памятью формы" путем увеличения его размеров в отверстиях соеди1 няемых деталей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надеЖности и упрощения технологии, кре- 3g пежный элемент изготовляют из древесины, которую радиально уплотняют, устанавливают в отверстия соединяемых деталей и смачивают.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю- З5 шийся тем, что крепежный элемент уплотняют при давлении 180-230 кГ/см и температуре 110-130 С до степени уплотнения 40-50%.

0,200

0,167

0,143

0,125

0,111

0,109

0,091

3. Способ по пп. 1, 2, о т л ич а ю шийся тем, что крепежный элемент устанавливают в отверстия соединяемых деталей с зазором 3-5Ъ от его поперечных размеров.

4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что при отрица тельных температурах окружающей среды в качестве смачивающего агента берут водный раствор гидролизного спирта концентрацией 10- 70%.

5. Способ по пп. 1-4, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве смачивающего агента берут воду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии М 49-75340, кл. 53 Е 6, опублик. 1977.

765529 фиаl

Составитель A. колпаков

Редактор П. Горькова Техред Н.царадулина Корректор М.Пожо

Заказ 7265/58 Тираж 1095 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4