Диссертация (1173120), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Для удовлетворения функциональных или эстетическихпотребностей предусмотрено большое разнообразие стилей головки заклепки.[44]б)а)Рисунок 1.4 – Внешний вид самопробивной (а) и слепой (б) заклепкиИспользование самопробивных заклепок позволяет достичь быстрой и приэтомэффективнойсборки,низкихзатратиобеспечиваетвысокуюпроизводительность процесса клепки. Эти заклепки также являются отличнымрешением при сборке, когда важна эстетическая составляющая. Головка заклепкиможет быть поднята или заподлицо, а хвост может иметь выступ от 1 до 3 мм, взависимости от размера заклепки.

Для установки самопробивных заклепокнеобходимо выполнение двух основных условий: обеспечение доступа к обеимсторонамсоединяемыхповерхностейиналичиеминимальнойплощадиповерхности необходимой для крепления, в зависимости от размера заклепок.Основные конструктивные требования для клепки самопробивнымизаклепками заключаются в следующем:- хрупкий материал не должен использоваться для нижнего листа;- по возможности, нижний лист должен быть вязким с коэффициентомрастяжения выше 12%;28- соединение должно осуществляться предпочтительно сначала черезтонкие или мягкие материалы и дальше в толстые или твердые материалы.Однако, как правило, если соединение должно быть получено через толстыйслой и затем в тонкий слой, это может быть сделано, если нижний лист составляетпримерно одну треть от общей толщины стыка.Преимущества процесса использования таких заклепок: экономия времениза счет отсутствия операции сверления и обеспечение сильного, устойчивогосоединения.Процесс извлечения данных заклепок из соединения является уникальнымсамим по себе и осуществляется с использованием специального оборудования.Это могут быть сварочные агрегаты, принцип действия которых заключается вконтактной приварке головки заклепки с последующим вытягиванием, а такжеспециальные пистолеты, конструктивно изготовленные под извлечение заклепок.Если же использование этих средств не возможно, то заклепки попростувысверливают.Слепые (рис.

1.4 (б), 1.5) заклепки удобны тем, что позволяют получатьнеразъемные соединения даже в том случае, когда доступ к месту соединениявозможен только с одной стороны. Состоит такая заклепка из корпуса, внутрикоторого располагается сердечник, который при установке заклепки деформируетконец заклепки в слепую головку. Схема слепой заклепки приведена на рисунке1.5.Слепая заклепка была изобретена в конце 1930-х годов инженерами КарломЧерри и Луисом Гекком, которые искали пути для ускорения производствасамолетов [47].С момента изобретения конструкция заклепки мало изменилась. Основнымирабочимихарактеристикамитакойзаклепкиявляются:1–предельнаярастягивающая нагрузка; 2 – предельная срезающая нагрузка; 3 – усилиеустановки заклепки; 4 – разрывающая нагрузка сердечника; 5 – стягивающаяспособность; 6 – сжимающее усилие; 7 – остаточная нагрузка; 8 – сопротивление29сердечника выталкиванию; 9 – герметичность; 10 – способность заполнятьотверстие.Рисунок 1.5 – Схема слепой заклепки: 1 – корпус; 2 – конец заклепки; 3 –головка; 4 – стержень; 5 – сердцевина; 6 – сердечник; 7 – головка сердечника; 8 –зона отрыва сердечника; 9 – хвостовик сердечника; 10 – конец сердечникаСогласно ГОСТ Р ИСО 14588-2005 [39] слепые заклепки классифицируютсяпо:1.

Форме головки заклепки:- слепая заклепка с выступающей головкой (рис. 1.6, а);- слепая заклепка с потайной головкой (рис. 1.6, б).а)б)Рисунок 1.6 – Форма головки слепой заклепки: а – с выступающей головкой, б – спотайной головкой2. Типу сердечника:- сердечник, протягиваемый насквозь (рис. 1.7, а);- разрывающийся вытяжной сердечник (рис. 1.7, б);- сердечник с отрывающейся головкой (рис. 1.7, в);30- вытяжной сердечник с заданной точкой разрыва (рис. 1.7, г).а)б)г)в)Рисунок 1.7 – Тип сердечника слепой заклепки: а – протягиваемый на сквозь,б – разрывающийся вытяжной сердечник, в – с отрывающейся головкой, г –вытяжной сердечник с заданной точкой разрыва3. Типу стержней заклепок:- открытый конец (рис.

1.8, а);- удлиненный открытый конец (рис. 1.8, б);- закрытый конец (рис. 1.8, в);- разделяющийся конец (рис. 1.8, г).Выбор типа стержня и заклепки для клееклепанного соединения ранее непроводился, что во многом и явилось причиной отсутствия обоснованныхрекомендацийдляпроведениятехнологииклееклепкиприремонтеавтомобильных кузовов. Технология авторемонтного производства имеет своюспецифику, которая в первую очередь связана с огромной номенклатурой деталейи их относительно низким качеством. Это низкое качество выражается внарушении требований к взаимному расположению сопрягаемых поверхностей,наличие на них следов коррозионных повреждений и т.д.31а)в)б)г)Рисунок 1.8 – Тип стержней слепой заклепки: а – открытый конец, б –удлиненный открытый конец, в – закрытый конец, г – разделяющийся конецИспользование клееклепанной технологии позволит частично решить этипроблемы, поскольку за счет клея можно выбрать лишний зазор междусопрягаемыми поверхностями.

В работе [67] такой прием был использован присоздании клеесварных соединений, где за счет введения в клеевой материалнаполнителя регулировалась толщина соединения. Однако простой перенос этихрезультатов на клееклепанное соединение не возможен, что связано сособенностями используемых клеев. Для клеесварного соединения применялисьжидкие эпоксидные клеи, а в качестве наполнителя использовался нитрид бора,тогда как для клееклепанной технологии предлагается применять клеи-расплавы,в которые ввести наполнитель в условиях ремонтного производства затруднено,поскольку это потребует использование специальных экструдеров.1.4.Особенности расчета заклепочных и клееклепанных соединенийВопросы расчета заклепочных соединений рассмотрены в работах БиргераИ.А., Иосилевича Г.Б., Решетова Д.Н., Ряховского О.А.

и др. [26, 49, 57]. Авторыэтих работ предлагают проводить расчет заклепочных соединений только наосновании оценки внешней силы, которая зависит от площади сечения заклепок и32коэффициента трения. Однако, поскольку установка заклепок в отверстиепроизводится без натяга, то всегда имеют место зазоры, что оказываетопределяющее влияние на прочность получаемых соединений, но в расчетахникак не учитывается.Какправило,авторы[94-95]ограничивалисьтолькопростейшимуравнением для определения силы холодной клепкиP = kd1.75 σ0.75,в(1.1)где k – коэффициент формы замыкающей головки заклепки (табл. 1.2), d –диаметр заклепки; σВ – предел прочности материала заклепки на растяжение.Таблица 1.2 – Значение коэффициента формы замыкающей головки заклепки kФорма головкиkСферическая28.6Потайная26.2Плоская15.2Уравнение (1.1), также как и данные, приведенные в табл.

1.2 являютсядостаточно условными, поскольку в них не учтены материалы заклепок игеометрические характеристики заклепок и склепываемого пакета.Авторы работ [15, 23, 94] утверждают, то при клееклепке изделий из ПКМсила клепки на 20…30 % меньше, чем при клееклепке металлическихконструкций. Сила сжатия листов составляет 10…15 % от силы необходимой дляобразования замыкающей головки [23, 94].Общая длина заклепки, необходимая для соединения пакета определяется извыражения:L = S + lз ;(1.2)lз ≈ 1.3d ,(1.3)где S – суммарная толщина склепываемого пакета деталей; lЗ – припуск назамыкающую головку; d – диаметр заклепки.33Увеличение длинны заклепки против оптимальной, вызывает изгиб стержняпри формировании замыкающей головки. При укороченной длине заклепкиформируются замыкающие головки меньшего размера, что приводит куменьшению долговечности работы соединения.В работах Горюнова Ю.В., Григорьева В.П., Малышевой Г.В., МотовилинаГ.В., Шавырина В.Н.

и др. сделана попытка учесть вклад клеевого материала впрочность клееклепанного соединения, однако авторы ограничились лишьконстатацией факта, что этот вклад есть и сделали предположение, что он будетувеличиваться по мере увеличения прочности используемых клеевых материалов[36, 42, 76, 94, 105]. Вероятно, по этой причине основное внимание авторы работ[105] уделяли эпоксидным клеям, которые являются одними из самыхвысокопрочных.Традиционно, при выборе клея для клееклепанного соединения, прочностьоценивалась экспериментальными методами путем сравнения заклепочных иклееклепанных соединений при различных статических и динамическихусловиях. Так в работах [94, 105] приводятся данные по величине разрушающейнагрузки заклепочных и клееклепанных соединений для алюминиевого сплавамарки AMr6 (табл.

1.3), выполненных на клее ЭПК-1. Данный клей такжеотносится к классу эпоксидных материалов.Таблица 1.3 – Разрушающее напряжение на срез для клепанных иклееклепанных соединений различной толщиныТолщины склепываемыхТип соединениядеталей, ммклепанноеклееклепанное1+12555301,5 + 1,53806802+15107601+226052034Как видно из приведенных данных, прочность клееклепанных соединенийдля всех образцов выше, чем клепанных. Еще больший эффект от использованияклеев достигается в том случае, если оценивать долговечность при динамическихнагрузках, в том числе и при знакопеременных.Существенно большее внимание в технической литературе уделеновопросам расчета клеевых соединений.

В работах [35, 92, 100-102] предложеныуравнения для расчета максимальных напряжений при различных видахнапряженно-деформированного состояния клеевых соединений, например, дляопределения максимального разрушающего напряжения мах при сдвиге мах   ср ср 1th(1.4)Pbll2 2G 1  E2 h2 1 E2 h2 h3 E1h1 где Р – разрушающая нагрузка; b – ширина клеевого соединения; l – длинаклеевого соединения; Е1, Е2 – модули упругости двух склеиваемых материалов; G– модуль сдвига клея.Для определения величины максимальных напряжений в клеевом шве присжатии, этими же авторами предлагается следующее уравнение мах   ср  l ch l(1.5)Значения максимальных напряжений, определенные с использованиемуравнений (1.4) и (1.5) зависят от используемых исходных данных.

Сложностей сопределением геометрических размеров клеевых соединений не возникает, тогдакак при установлении величины модуля клея можно использовать два подхода: вкачестве образцов использовать брусок клея или клеевое соединение. В работе[67] приведены данные по значениям модуля упругости, определенные для35клеевого материала в блоке и непосредственно в клеевом соединении приразличных содержаниях наполнителя (табл. 1.4).

Характеристики

Список файлов диссертации