Система установки заклепочных гаек на пластмассовых компонентах

СИСТЕМА УСТАНОВКИ ЗАКЛЕПОЧНЫХ ГАЕК НА ПЛАСТМАССОВЫХ КОМПОНЕНТАХ В изобретении предложена система установки заклепочных гаек на пластмассовых компонентах,предназначенная для крепления металлических заклепочных гаек (1) на пластмассовых компонентах (2), осуществляемого путем осаживания стержня ультразвуковым методом или другим механическим методом. Каждый пластмассовый компонент (2), изготовленный с использованием соответствующего производственного процесса, предпочтительно путем литья под давлением,имеет выступы (4), вставляемые в отверстия заклепочной гайки (1). Последующее осаживание выступов осуществляют с помощью ультразвукового метода или другого механического метода,воздействуя на эти выступы (4) с обеспечением их плавления и соединения с заклепочной гайкой(1), в результате чего достигается крепление гайки на пластмассовом компоненте (2). Для предотвращения проворачивания стандартной (рассчитанной на применение в сочетании с металлическими заклепками) заклепочной гайки, закрепленной описанным выше образом на пластмассовом компоненте (2), при затяжке резьбового соединения пластмассовый компонент имеет дополнительное средство опоры, предотвращающее потерю способности к восприятию момента затяжки. 015230 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение, как следует из его названия, относится к системам установки заклепочных гаек на пластмассовых компонентах (узлах и деталях). В основе этой системы лежит формирование заклепочного соединения с использованием ультразвуковых или любых других механических методов,позволяющих избежать возможных повреждений или растрескивания пластмассовых компонентов, на которых устанавливаются заклепочные гайки. Заклепочные гайки, действующие по принципу анкерных гаек, предназначены для обеспечения сопряжения пластмассового компонента с другими компонентами или его крепления к другим компонентам с помощью винтов. Предлагаемая в изобретении система может применяться во всех отраслях промышленности, где необходимо и/или удобно соединять пластмассовые компоненты с другими компонентами, которые могут быть металлическими или неметаллическими. В частности, одной из предпочтительных областей применения может быть авиационная промышленность. Уровень техники Использование материалов на основе пластмасс для изготовления конструкций или элементов конструкций приобретает все большие масштабы. Они широко используются в авиационной промышленности, для которой было установлено, что сочетание пластмасс и металлических композиционных материалов выгодно с точки зрения их стоимости, характеристик и возможностей, предоставляемых пластмассами. Кроме того, использование в конструкциях композиционных материалов на основе углеволокна получило широкое распространение ввиду их способности обеспечивать повышенную удельную прочность и лучшую усталостную прочность, чем металлы. По этой причине во многих конструкциях, в частности в конструкциях для авиационной промышленности, полезно использовать пластмассовые компоненты, присоединяемые к другим компонентам,металлическим или неметаллическим, с помощью заклепочных гаек. При этом можно создавать несиловые (разъемные) соединения, обеспечивающие возможность разборки соединенных деталей, при этом заклепочные гайки остаются жестко присоединенными с помощью заклепочных соединений к одному из компонентов или частей. Это значительно облегчает процесс сборки и разборки соединений между этими компонентами или частями. Заклепочные гайки обычно крепят к одному из компонентов или частей с помощью металлических стержней путем приложения к заклепке действующего в осевом направлении усилия, в результате чего стержень расширяется внутри отверстия в компоненте, а на другой стороне, противоположной закладной головке заклепки, формируется выступ (замыкающая головка), после чего заклепочная гайка прикрепляется к другому компоненту. Часто заклепка деформируется внутри пластмассы, вызывая повреждение материала, например,приводя к возникновению трещин, в результате чего компоненты приходится отбраковывать, что приводит к соответствующим потерям времени и к увеличению стоимости конструкции. Кроме того, использование металлических заклепок обусловливает необходимость нанесения защитного антикоррозионного покрытия на их концы, в результате чего затраты дополнительно возрастают. Из патента RU 2230687 известен способ сборки крыла летательного аппарата с использованием анкерных гаек, устанавливаемых на заклепках. Если вместо металлических заклепок использовать пластмассовый компонент с выступами, а формирование замыкающих головок выполнять осаживанием этих выступов после их введения в соответствующие отверстия, выполненные в прикрепляемой гайке, возникает проблема потери таким заклепочным соединением пластмассового компонента с гайкой способности к восприятию момента затяжки резьбового соединения с участием гайки. Раскрытие изобретения В основу настоящего изобретения была положена задача сохранения способности соединения между пластмассовым компонентом и заклепочной гайкой к восприятию момента затяжки при использовании стандартной, т.е. рассчитанной на применение с металлическими заклепками, заклепочной гайки. Для решения указаннойвыше задачи предлагается система установки заклепочных гаек на пластмассовых компонентах, предназначенная для крепления металлической заклепочной гайки, используемой для соединения пластмассового компонента с другими металлическими или неметаллическими компонентами, на этом пластмассовом компоненте. Предлагаемая в изобретении система отличается от решения по RU 2230687 тем, что пластмассовый компонент, предпочтительно изготовленный литьем под давлением, имеет несколько выступов,осаживаемых на заклепочную гайку после их предварительного ввода в отверстия, предусмотренные с этой целью в заклепочной гайке, причем заклепочная гайка является стандартной заклепочной гайкой, а пластмассовый компонент имеет дополнительное средство опоры, предотвращающее потерю способности к восприятию момента затяжки. При осуществлении изобретения для крепления заклепочных гаек к пластмассовым компонентам вместо металлических заклепок используются выступы, сформированные на самом пластмассовом компоненте (узле или детали). Эти выступы вводятся в соответствующие отверстия закрепляемой заклепоч-1 015230 ной гайки. Осаживание выступов в этом случае осуществляется с помощью ультразвука и любого другого способа формирования механического соединения в зависимости от того, какой из способов будет наиболее подходящим. Для реализации этого подхода к креплению металлической заклепочной гайки к пластмассовому компоненту соответствующую пресс-форму или другое устройство для изготовления пластмассового компонента проектируют с таким расчетом, чтобы изготовленный компонент имел выступы, которые будут заменять обычно используемые металлические заклепки. С помощью соответствующего ультразвукового сварочного аппарата на выступы можно воздействовать высокой температурой и давлением, предварительно вставив их в отверстия заклепочных гаек. При этом достигается приваривание этих выступов к заклепочным гайкам, обеспечивающее крепление гаек к пластмассовому компоненту. Согласно настоящему изобретению осаживание выступов можно осуществлять с помощью аппарата для ультразвуковой сварки, хотя при этом плавится только один из элементов соединения. Головка инструмента, используемая при осаживании выступов для передачи тепла и давления на выступы пластмассового компонента, имеет на торце специальную форму, а именно выполнена с криволинейной впадиной, благодаря которой при воздействии давления, в результате которого выступ сплющивается, эта криволинейная впадина формирует из расплавленного излишнего материала шляпку, создавая соединение, аналогичное заклепке. При использовании такой системы с осаживанием стержня с помощью ультразвука стоимость изготовления указанного типа компонентов существенно снижается без снижения их функциональных характеристик и без ухудшения других характеристик, поскольку устранен риск повреждения пластмассового компонента, который связан с механическим деформированием заклепок. Кроме того, исключается использование обычных металлических заклепок и, таким образом, отпадает также необходимость в нанесении антикоррозийного покрытия, поскольку этот процесс обычно выполняется вручную и не является частью стандартного процесса изготовления пластмассового компонента литьем под давлением. Аналогичные результаты могут быть получены независимо от того, осуществляется ли осаживание выступов с использованием устройства, обеспечивающего воздействие давлением и теплом, или с помощью других подходящих механических методов. Изобретение позволяет избежать потери соединением между пластмассовым компонентом и заклепочной гайкой способности к восприятию момента затяжки, связанной с тем, что жесткость пластмасс ниже жесткости металлов, и наступающей в случае, когда поперечное сечение пластмассового "стержня заклепки" имеет такие же размеры, как поперечное сечение первоначально использовавшейся металлической заклепки. С этой целью для получения компонента с эквивалентной функциональностью стандартная заклепочная гайка может быть закреплена следующими различными способами. Например, пластмассовый компонент, на котором крепится гайка, получает дополнительное средство опоры, обеспечивающее восприятие момента затяжки. В качестве такого дополнительного средства опоры может быть использована простая неподвижная выступающая часть, которая может быть выполнена как неотъемлемая часть самого пластмассового компонента или же путем формования пластмассового компонента свыполнением в нем выемки. Таким образом, в любом случае на пластмассовом компоненте предусмотрено дополнительное средство опоры, на котором размещается заклепочная гайка и которое работает на восприятие крутящего момента. Краткое описание чертежей Приведенное ниже описание осуществления изобретения поясняется чертежами, на которых показано: на фиг. 1 - вид в разрезе известной системы крепления заклепочной гайки к компоненту из пластмассы, в которой используются металлические заклепки; на фиг. 2 - вид в разрезе пластмассового компонента с выполненными на нем выступами, вставленными в отверстия заклепочной гайки для крепления гайки с помощью заклепочных соединений в соответствии с изобретением; на фиг. 3 - вид в разрезе пластмассового компонента, к которому ультразвуковым методом или другим механическим методом прикреплена заклепочная гайка; на фиг. 4 - подробный вид в разрезе торца инструмента, с помощью которого ультразвуковым методом осуществляется крепление заклепочной гайки; на фиг. 5 - подробный вид в разрезе, аналогичный виду предыдущего чертежа, на котором показана форма конца выступа, которую он принимает при осаживании с помощью ультразвука; на фиг. 6 - вид в перспективе типовой заклепочной гайки на пластмассовом компоненте, на котором имеется выступающая часть для обеспечения восприятия момента затяжки.-2 015230 Осуществление изобретения Как показано на фиг. 1, в известной системе крепление заклепочной гайки 1 к пластмассовому компоненту 2 осуществляется с помощью традиционных металлических заклепок 3, в результате чего необходимо обеспечивать антикоррозийную защиту на концах заклепок 3, а также возникает проблема, связанная с возможностью возникновения трещин в пластмассовом компоненте 2 при осаживании стержня заклепки. Для устранения указанных проблем и недостатков предлагаемая в изобретении система предусматривает формирование заклепочного соединения, предпочтительно с применением ультразвукового метода, как это показано на фиг. 2 и 3, или с помощью другого механического способа в зависимости от того,какой метод будет более подходящим. Для этого пластмассовый компонент, к которому должна быть прикреплена заклепочная гайка 1, снабжен выступами 4, сформированными в процессе изготовления пластмассового компонента 2, предпочтительно путем литья под давлением. Эти выступы 4 выполнены таким образом, чтобы они могли проходить в соответствующие отверстия, выполненные для этого в заклепочной гайке 1. Затем с помощью ультразвука или другим способом выполняется осаживание 3' выступов, как показано на фиг. 3. Как показано на фиг. 4 и 5, ультразвуковой инструмент содержит головку 5, посредством которой на соответствующий выступ 4 воздействует тепло и давление, причем торец головки 5 имеет выемку, в которой собирается выступающая часть расплавленного и прессуемого выступа для формирования конца заклепки 7 в виде шляпки, как показано на фиг. 5. Наконец, как показано на фиг. 6, для предотвращения потери способности пластмассового компонента к восприятию момента затяжки при использовании стандартной заклепочной гайки 1 соответствующий пластмассовый компонент 2 выполнен с выступающей частью 2', которая может быть присоединена к компоненту 2 или выполнена с ним за одно целое, и заклепочная гайка устанавливается поверх этой выступающей части, в результате чего выступающая часть 2' работает на восприятие момента затяжки. Эта выступающая часть 2' также может быть выполнена в процессе формования пластмассового компонента 2. Очевидно, что вместо использования стандартной заклепочной гайки 1 можно использовать выступы большего диаметра, чем у эквивалентной металлической заклепки, что позволяет устранить проблему потери способности соответствующего пластмассового компонента 2 к восприятию момента затяжки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система установки заклепочных гаек на пластмассовых компонентах, предназначенная для крепления металлической заклепочной гайки (1), используемой для соединения пластмассового компонента(2) с другими металлическими или неметаллическими компонентами, на этом пластмассовом компоненте, отличающаяся тем, что пластмассовый компонент (2) имеет несколько выступов (4), осаживаемых на заклепочную гайку (1) после их предварительного ввода в отверстия, предусмотренные с этой целью в заклепочной гайке (1), причем пластмассовый компонент (2) имеет дополнительное средство опоры,предотвращающее потерю способности к восприятию момента затяжки. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительное средство опоры представляет собой выступающую часть (2') пластмассового компонента (2). 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительное средство опоры представляет собой выемку, выполненную в пластмассовом компоненте (2) при его формовании. 4. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что выступы поддаются осаживанию с помощью ультразвука. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что каждый выступ (4) пластмассового компонента (2) на конце своей головки (7) способен при осаживании плавиться с формированием шляпки под действием тепла и давления, передаваемых ему головкой инструмента (5) ультразвукового аппарата, имеющей на торце впадину (6). 6. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что выступы поддаются осаживанию механическими средствами.