ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Соединение с помощью резьбы, оформленной на соединяемых поверхностях деталей из "Соединения деталей из полимерных материалов " Рассматриваемые резьбовые соединения деталей из композиционых материалов в основном являются несиловыми. Резьба в этом сл ае играет роль уплотняющего элемента, а усилия воспринимаются стенкой трубы, сосуда или аппарата. Силовое соединение выполняют с помощью металлических резьбовых элементов. Наиболее широкое применение оно нашло при монтаже трубопроводов, для крепления арматуры к отрезкам труб, крышек, заглушек, кранов, шлангов, муфт и других тел вращения между собой и с деталями формы. [c.302] При соединении труб из термопластов и других деталей из изотропных материалов способ формования резьбы не оказывает существенного влияния на прочность соединения. При этом приходится соблюдать некоторые общие правила, справедливые и для формования других деталей из термопластов избегать острых кромок у витков резьбы, применять скругления и т. п. [54]. В деталях из слоистых пластиков резьбу рекомендуется выполнять так, чтобы волокна армирующего наполнителя располагались перпендикулярно к направлению действующей нагрузки. При нарезке резьбы в таких деталях (трубах и оболочках) слои наполнителя оказываются перерезанными, и прочность резьбового соединения определяется не столько механическими свойствами пластика, сколько прочностью матрицы при сдвиге (равной приблизительно 5-10 МПа) [22, с. 72 107]. Наибольшая прочность резьбовых соединений достигается в тех случаях, когда волокна наполнителя повторяют рисунок профиля резьбы. При этом разрушающее напряжение материала при сдвиге, а следовательно, и несущая способность резьбы повышаются в 3-4 раза [22, с. 72]. Резьбы такого типа создают формованием различными методами. [c.302] При формовании резьбы у труб методом опрессовки еще не отвержденного материала возможны два варианта — опресовка жестким или упругим элементами. При опрессовке жестким элементом структура заготовки трубы должна быть достаточно податливой ( рыхлой ), чтобы обеспечить затекание ПМ в резьбовой знак (кольцо), обволакивая профиль его резьбы без передавливания армирующих волокон. Когда же используется упругий опрессовочный элемент, структура материала заготовки может быть очень плотной. В этом случае давление упругого элемента деформирует текстуру стенки трубы таким образом, что волокна наполнителя обтекают профиль его резьбы. При рыхлой структуре заготовки формующим элементом может служить проволока, вдавливаемая в неотвержденный материал при ее навивке с большим натяжением. После отверждения реактопласта проволока удаляется, образованная ею винтовая канавка дорабатывается механическим путем без перерезания волокон. Этот метод позволяет значительно упростить оснастку и технологию изготовления высокопрочных резьбовых элементов у крупногабаритных деталей их ПКМ. [c.303] Выбор профиля резьбы зависит от назначения резьбового соединения, структуры и технологических свойств полуфабриката, механических характеристик в отвержденном состоянии, а также метода изготовления резьбы. Учитывая чувствительность ПМ к концентраторам напряжений, обычно рекомендуют применять резьбу с круглым профилем [71, р. 74]. [c.303] К труднообрабатываемым относятся круглый симметричный, упорный симметричный и трубный конический профили резьбы. Наибольшей прочностью при сдвиге (срезе) обладают резьбы с несимметричным треугольным, прямоугольным, трапециевидным и упорным профилями (рис. 5.142). [c.303] Высота профиля резьбы не должна превышать 1 /3 толщины стенки детали [33]. [c.304] При расчете резьбовых соединений деталей из разнородных материалов необходимо учитывать различие их механических свойств. Так как у ПМ разрушающее напряжение при срезе намного меньше, чем у металлов, применять для них резьбу с симметричным профилем не рекомендуется. Профили нестандартных резьб, применяемых при сборке полимерных деталей с металлическими, приведены на рис. 5.142. [c.304] Чтобы получить наименьшие габариты резьбового соединения разнородных материалов, необходимо профиль и размеры резьбы выбирать из условия равнопрочности витков полимерной и металлической резьб [22, с. 102]. [c.304] Исходными данными для расчета параметров резьбы являются F — сила, действующая на соединение d — наружный диаметр резьбы — разрушающие напряжения ПМ и металла при срезе — коэффициенты запаса прочности при срезе для ПМ и металла. [c.304] Ширина витка на металлической детали выбирается по конструктивно- технологическим соображениям и составляет у деталей диаметром до 250 мм 1,0-1,5 мм, диаметром 250-600 мм - 1,5-2,5 мм и диаметром 600 мм — 2,5-3,0 мм [22, с. 102]. Число витков составляет п = L/t. Высота h профиля выбирается из условия обеспечения стойкости полимерной детали к смятию. Ориентировочно принимают h t. Резьба других профилей рассчитывается аналогично. [c.304] Выбор места расположения металлического резьбового элемента (фитинга) осуществляют с учетом различия в упругих свойствах соединяемых материалов. Так как модуль упругости ПМ на один-два порядка меньше, чем для сталей, фитинги в трубах, сосудах и аппаратах, работающих под внутренним давлением, приходится располагать над полимерной деталью (рис. 5.143, а). Под действием внутреннего давления стенки полимерной детали, деформируясь, плотно прилегают к фитингу. Расположение полимерной детали над фитингом снижает надежность соединения, так как при определенном давлении неизбежно происходит его расслоение. Для компенсации деформаций, возникающих при изменениях температуры эксплуатации, и предотвращения отслоения фитинга от ПМ используют дополнительную клеевую прослойку. [c.304] Основной недостаток внутреннего расположения металлического элемента в том, что при эксплуатации соединения в жидких средах, вызывающих набухание ПМ, может произойти его отслоение от фитинга. [c.305] Соединения труб с помощью накидных гаек относится к рассматриваемой группе соединений. Накидные гайки применяют при соединении полимерных труб с металлическими, для присоединения к трубам запорной и регулирующей арматуры, а также в целях обеспечения разъемности трубопроводов. Диаметр труб при этом не превышает 63 мм. Для соединения труб из разнородных материалов крепежные резьбовые элементы целесообразно выполнять из металла или из термопластов с металлическими вставками [167, с. 76]. Полимерную втулку, имеющую буртик (рис. 5.144), к полимерной трубе присоединяют с помощью склеивания или сварки [168, S. 163]. [c.305] В развитие соединения накидной гайкой с уплотнением по коническим поверхностям было создано соединение с более надежным уплотнением по сферическим поверхностям [168, S. 297]. В этом случае (рис. 5.149) используют промежуточную вставку с наружной сферической поверхностью и зажимные сферические втулки. Сферический раструб формуют на предварительно нагретом конце термопластичной трубы, вводя в полость трубы промежуточную вставку, причем зажимная втулка одновременно служит при этом матрицей. [c.307] Для повышения стойкости соединения к коррозии накидную гайку и резьбовую втулку изготавливают из ПМ [167, с. 75 171] (рис. 5.150). С той же целью применяют соединения с помощью втулок с буртиком (рис. 5.151) [168, с. 297]. [c.307] Сложные по конструктивному исполнению соединительные детали для монтажа трубопроводов из ПЭ представляют собой муфты Magnums, крышка и корпус которой снабжены резьбой на соединяемых поверхностях [167, с. 79]. Основные детали муфты изготавливают из блок-сополимера пропилена и этилена. [c.307] Вернуться к основной статье