Резьбовые соединения
Соединения такого типа характеризуются простотой исполнения, малыми осевыми размерами и массой. Значительное различие механических характеристик КМ и металлов, в основном предела прочности при срезе, обусловило необходимость использования “несимметричных” профилей резьб. Несимметричность зависит от соотношения при межслойном срезе в КМ и сдвиге в металлах.
Один из вариантов установки резьбового крепежа, который в достаточно малой степени повреждает материал, и обеспечивает распределение нагрузки показан на Рис 4. 1.
Рис 4.1.
Резьбовой элемент 1 устанавливается между слоем неотвержденного материала и поджимается шайбой 2.
Другой метод распределения нагрузок показан на рисунке 4.2, и заключается в установке опорного элемента (Рис 4.2.а), который может состоять из двух свинчивающихся половин (Рис 4.2.б), путем напрессовывания одной втулки на другую (Рис 4.2.в), или, как показано на Рис 4.2.г, когда фланец втулки 1 развальцовывается по поверхности б шайбы 2.
а)
б) в)
г)
Рис 4.2.
Для дополнительной прочности опорный элемент может соединяться с КМ посредством клеевого слоя.
Нормальные напржения, возникающие вследствие сжатия волокон фланцами опорного элемента, при его установке, также благоприятно сказываются на прочности соединения.
Резьбовые соединения характеризуются простотой исполнения, малыми осевыми размерами и массой. Значительное различие механических характеристик КМ и металлов, в основном предела прочности при срезе, обусловило необходимость использования “несимметричных” профилей резьб. Несимметричность зависит от соотношения при межслойном срезе в КМ и сдвиге в металлах.
В резьбовых соединениях КМ с металлом главным образом применяют прямоугольные, треугольные, круглые и упорные несимметричные профили.
Треугольный профиль.
Преимущества: простота изготовления и контроля, большая площадь среза.
Недостатки: наличие радиальных напряжений при нагрузке, концентрация напряжений в острых углах.
Круглый профиль.
Преимущества: малая концентрация напряжений, большая площадь среза.
Недостатки: наличие радиальных напряжений при нагрузке, трудность изготовления и контроля.
Прямоугольный профиль.
Преимущества: отсутствие радиальных напряжений при нагрузке, простота изготовления и контроля.
Недостатки: уменьшение площади среза и снижение прочности из-за наличия ленточной канавки.
Упорный профиль.
Преимущества: отсутствие радиальных напряжений при нагрузке, большая площадь среза.
Недостатки: наличие концентрации напряжений, трудность изготовления.
При соединении тонкостенных оболочек из КМ, нагруженных внутренним давлением, применение иреугольных и круглых профилей ограничено наличием осевой растягивающей силы. Эта сила создает радиальные напряжения сжатия, которые могут превысить допускаемые значения, в результате чего оболочка разрушится в зоне резьбы от сдвиговых и радиальных напряжений.
Прочность резьбового соединения КМ с металлом ограничивается главным образом сравнительно низким значением допускаемых напряжений сдвига в связующем. Ее можно увеличить за счет структурного повышения сдвиговой прочности и эластичности связующего. Также, ввиду того, что модуль упругости КМ (стеклопласты, стеклотекстолиты, органопласты) почти на порядок меньше, чем у стали, металлическую обойму (кольцо) резьбового соединения, в случае внутренней нагрузки, следует располагать на внешней поверхности оболочки из КМ. В оболочках, на которые действует внешнее давление, сопрягаемые детали (металлическая обойма и оболочка из КМ) должны быть расположены в обратном порядке. Для обеспечения прочности соединения, торец оболочки из КМ следует поджимать буртиком, выполняемым в кольце. Такое конструкторское решение позволяет обеспечить прочность и герметичность соединения: под действием внутреннего или наружного давления стенки оболочки из КМ, как более пластичные, деформируясь, плотно прижимаются к металлическому кольцу. Во избежание отслоения металлического кольца от оболочки из КМ при температурных перепадах, соединения следует выполнять на клеевой прослойке, которая предотвратит отслаивание разнородных материалов сопрягаемых деталей.