Узел соединения стеклопластикового стержня с металлическим наконечником и способ его изготовления

Узел соединения стеклопластикового стержня с металлическим наконечником и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 773742

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

l

« » ,г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Зая влено 1 1.03. 79 (21) 2736064/24-07 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

Н 01 В 17/00

Государственный квинтет (23) Приоритет—

Опубликовано 23.10.80. Бюллетень №39

Дата опубликования описания 25.10 80 па делам изобретений к открытий (53) УДК 621 .3 1 5 (088.8) Ч. Г. Агаев, Г, И. Шаманов, И. Ф. Карагезов и Г. А. Гусейнов (?2) Авторы изобретения

Мингечаурский отдел Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-технологического института электроизоляционных материалов и ольгированных диэлектриков (?I) Заявитель (54) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВОГО

СТЕРЖНЯ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ НАКОНЕЧНИКОМ

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике изготовления изолирующих конструкций иэ полимерных материалов на базе стеклопластика для высоковольтных линий электропередач и в аппаратах высокого напряжения.

Известен узел соединения, в котором соединение гладкого конца стержня с металлической арматурой обеспечивается болтовым соединением двух частей на-1О конечника, накладываемых на конец стеклопластика (1) .

Узел соединения с разъемным нако нечником не обладает высокой механической прочностью, так как связу, меж1 ду металлом и стеклопластиком осуществляется, в основном, за счет трения.

Снижению механической прочности узла способствуют также и выточки на стеклопластике, уменьшающие сечение стержня.

Известен узел соединения, в котором стеклопласиковый стержень пропускается через осесимметричньй метеллический

2 наконечник, имеющий отверстие в виде обратного конуса (2» . Конец стержня расщепляется конической, круглой вставкой. В зазоры расщепленного конца заливается отверждающаяся смола, которая может заполнять зазоры между стержнем и наконечником.

Однако устройство сложно в изготовлении металлической арматуры и значение механической нагрузки начала выползания стержня иэ наконечника низкое.

Наиболее. близким по технической сущности является узел соединения подвесного изолятора, верхняя изолирующая часть которого выполнена с круглым, уменьшающимся в осевом направлении, поперечным сечением $3) . Указанная часть обхватывается металлической арматурой (наконечником), имеющей цилиндрическую наружную поверхность. Наконечник имеет глухое отверстие, диаметр которого íà входе равен диаметру стержня, а на остальной части несколько больше. Соединение наконечника с изоl5

3 77374 лирующим элементом осуществляется посредством связующего, отвержденного в отверстии наконечника. Йля получения достаточной прочности соединения уменьшение поперечного сечения стержня долж5 но происходить согласно экспоненциаль,, ному закону.

Однако получение такой формы конца стержня связано со значительными техническими, трудностями. Диаметр уменьшенного поперечного сечения принимают равным 0,8 от диаметра стержня, при этом площадь этого сечения составляет 0,64 от первоначальной площади сечения стержня. Следовательно, механическая прочность соединения только за счет уменьшения сечения стержня составляет 64 4 от прочности стержня.

Цель изобретения — повышение механической прочности соединения и упро20 щение технологии изготовления узла.

Эта цель достигается тем, что сопрягаемые поверхности наконечника и стержня имеют эллиптическую форму, переходящую постепенно от середины сое25. ! динения к краям в цилиндрическую, причем наконечник выполнен в виде двух сплющенных усеченых конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, соединенных между собой посредст30 вом сплющенного цилиндра и имеет на наружной поверхности две плоскопараллельные грани, перед заливкой связующего наконечник и стержень нагревают до температуры размягчения связуюше- 35 го стержня, наконечник с залитым в его отверстие связующим и вставленным в нем стержнем опрессовывают между двумя плоскопараллельными обогреваемыми плитами и выдерживают под давлением до отверждения связующего.

Нагрев стержня до температуры размягчения связующего позволяет произвести опрессовку без разрушения стержня, придание. ей формы отверстия наконеч ника, уплотнение и прочное склеивание стержня в отверстии наконечника.

2 4 сечений этих форм, определяемыми из условия постоянства площади сечения стержня, в результате чего получается двойное клиновое соединение стержня с наконечником.

На фиг. 1 изображен узел соединения стеклопластикового стержня с металлическим наконечником, разрез; на фиг. 2— вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-B на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг, 1; на фиг. 6 — металлический наконечник до опрессовки с частичным разрезом; на фиг. 7 — вид А на фиг. 6; на фиг. 8 — разрез Е-Е на фиг. 6.

Узел соединения имеет металлический наконечник 1 и опрессованный в его отверстие стеклопластиковый стержень

2, кроме того, в сопряжении они имеют клеевое соединение при помащи связующего (на фиг. 1 клеевое соединение показано условным обозначением). Сопрягаемые поверхности наконечника и стержня имеют эллиптическую форму (фиг. 3), переходящую постепенно от середины соединения к краям (фиг. 4) в цилиндрическую (фиг. 5), Наконечник в узле соединения выполнен в виде двух сплющенных усеченных конусов (фиг. 1-5), соединенных большими основаниями посредством сплющеннога цилиндра. На поверхности наконечника имеются две плоскопараллельных грани (фиг. 1, 3, 4), которые получены в процессе опрессовки между обогреваемыми плитами

3 и 4 (фиг. 1, 3-5), вследствие сплющивания наконечника и текучести его материала.

Llo опрессовки наконечник выполнен в виде двух прямых круговых усеченных конусов О и ц (фиг. 6-8), обращенных друг к другу большими основаниями и соединенных между собой посредством цилиндра С и имеет глухое цилиндрическое отверстие.

Наконечник изготавливают из различных материалов, например. из стали или бронзы.

S5

При опрессовке (обжиме) наконечника со вставленным в нем стержнем между двумя плоекопараллельными плитами, например на прессе, и вследствие того, что наконечник до опрессовки имеет сложную форму, указанную ранее, поверхность отверстия наконечника и стержень сплющиваясь, принимают эапиптическую форму, переходящую постепенно от середины соединения к краям в.цилиндрическую, с размерами осей поперечных

В качестве стержня используют, например, стеклопластик профильной марки

СПП-ЭА по техническим условиям

ТУ16/503. 139-35.

Процесс опрессовки состоит в следующем.

Конец стеклопластикового стержня и наконечник предварительно нагревают до температуры размягчения связующего стеклопластика, в отверстие наконечника заливают связующее, вставляют стержень б

Продолжение таблицы

12150

10 Как видно иэ таблицы, вариант соединения стеклопластика с металлическим наконечником, представляющий предмет настоящего изобретения, aaer наибольшие показатели механической прочности и стабильности результатов. При таком варианте прочность узла соединения близка к прочности стеклопластика.

1. Узел соединения стеклопластикового стержня с металлическим наконечником, содержащий стеклопластиковый стержень с закрепленным на его конце металличес-, ким наконечником, с помощью отвержденного связующего, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механической прочности соединения и упрощения технолонии изготовления узла, сопрягаемые поверхности наконечника,и стержня имеют эллиптическую форму, trepexonsrщую от середины соединения к краям в цилиндрическую, причем наконечник выполнен в виде двух сплющенных усеченных конусов, обращенных друг к другу большими основаниями, соединенных между собой посредством сплющенного цилиндра и имеет H& наружной поверхности две плоскопараллельные грани., 2. Способ изготовления узла соединения стеклопластикового стержня с металлическим наконечником по п. 1, при котором в отверстие наконечника заливают связующее, вставляют стержень и от верждают связующее, о т л и ч а ю— шийся тем,что перед заливкой связующего наконечник и стержень предварительно нагревают до температуры размягчения связующего стержня, наконечник с залитым в; его отверстие связующим и вставленным в нем стержнем опрессовывают между двумя плоскопараллельными обогреваемыми плитами и выдерживают под давлением до отверждения связующего.

Характеристики соединения

Разрушающее усилие, кгс

Соединение стержня с наконечником при помощи клина

5230

6740

Соединение стержня с наконечником при помощи отвержденного связующего (известный ) 55

5590

5 773742 в отверстие, затем наконечник с залитым в его отверстие связующим и вставленным в нем стержнем в нагретом состоянии опрессовывают между двумя плоскопараллельными обогреваемыми плитами, Соединение стержня например на прессе, и выдерживают под с наконечником пудавлением до отверждения (полимеризации) тем опрессовки связующего, (предлагаемое)

Температура предварительного нагрева наконечника и стержня зависит от состава связующего. Например, для стеклопластика на основе связующего иэ эпоксидно-диановой смолы ЭД-20 или

ЭД 22 по ГОСТ 10587-62: изометилтетрагидрофталевого ангидрида по ТУ38103.149-72 и ускорителя марки ХОС-1 по ТУ-6-14-15-27-74, нагрев осушесвляют при 200-205©С.Й 3 — 5 мин (в зависимости от поперечного сечения стержня). Формула изобретения

Опрессованный узел выдерживают под давлением, равным давлению опрессовки.

Время выдержки зависит от состава связующего стержня, его поперечного сечения и температуры обогреваемых 25 плит. Например, для стержня на основе связующего укаэанного вьпие, при диаметре стержня 10 — 15 мм и температуре плит 180 — 185 С время выдержки составляет 4-6 мин, 3О

В качестве связующего для заливки в отверстие наконечника принимают, например связующее, состав которого указан для основы стеклопластикового стержня. 35

В таблице .приведены сравнительные данные механической прочности при различном исполнении узла соединения. для всех вариантов были использованы стек-лЬпластиковые стержни диаметром 12 мм (по ТУ16-503. 139-35), имеющие разрывную нагрузку 12500 кгс, и наконеч« ник из стали 45, 773742

Физ. 7

Г-Г

Фиа4

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США No. 3514150, кл. 287-124, 1977.

2. Патент Швейцарии Л". 571267, кл, Н 01 В 19/00, 1974.

3. Патент ФРГ Л 2122463, кл. 21 С 13/01, 1971.

773742

Фис б

Е-Е

Фис. 7

Фасg

Составитель П. Забуга

Редактор М. Ликович Техред Н.Барадулииа Корректор С.Шомак

Заказ 7518169 Тираж 844 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

113035, Москва, Ж Э5, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород,ул. Проетная, 4