Соединения склеиванием. 
Детали машин и основы конструирования

Благодаря созданию высококачественных клеев на основе полимеров соединению склеиванием подвергаются практически все промышленные материалы (стали, сплавы, серебро, медь, пластики, дерево и др.).

В конструкциях ЛА с помощью склеивания изготавливают агрегаты оперения (рули направления и высоты, триммеры, стабилизаторы), агрегаты механизации крыла (панели хвостовой части, предкрылки, закрылки, дефлекторы, тормозные щитки, элероны, спойлеры), агрегаты фюзеляжа (люки и лючки, панели пола), агрегаты установки двигателя (капоты, панели пилонов, воздухозаборные каналы), агрегаты несущих и хвостовых лопастей вертолетов и др.

Клеевые соединения по сравнению с заклепочными, сварными и паяными имеют ряд преимуществ: возможность соединения деталей из разнородных материалов, в том числе из тонколистовых, не поддающихся сварке и пайке; равномерное распределение напряжений по всей склеиваемой поверхности и, как следствие, снижение концентрации напряжений и повышение выносливости клеевого соединения; высокую коррозионную стойкость; герметичность; низкую себестоимость.

Основные недостатки клеевых соединений: старение со временем; ограниченный диапазон рабочей температуры (от -60 до 300 °С); малая прочность при неравномерном отрыве (отдире); необходимость сложной оснастки для изготовления сложнопрофильных конструкций и точной пригонки склеиваемых поверхностей; трудность контроля качества склейки.

На рис. 21.6 представлены наиболее распространенные типы клеевых соединений в ЛА: нахлесточные (а), врезные и стыковые по косому срезу, позволяющие получать гладкие внешнюю и внутреннюю поверхности (б)> с накладками (в).

Для повышения прочности соединения внахлестку выполняют так, чтобы плоскость клеевого слоя находилась в плоскости воспринимаемых им нагрузок, а само соединение работало на сдвиг. Для уменьшения напряжений отрыва, возникающих по краям плоскости склеивания, соединяют детали со скошенными на ус концами нахлестки (рис. 21.6, а). Прочность такого соединения в 1,5…2 раза больше, чем прочность соединения с прямыми концами при прочих равных условиях.

Прочность клеевых соединений зависит от толщины слоя клея. Рекомендуемая толщина составляет 0,05…0,15 мм и зависит от вязкости клея и давления при склеивании. Существует большое разнообразие клеев. Находят широкое применение клеи на основе органических полимерных смол: феноль;

Рис. 21.6.

но-каучуковые клеи ВК-25, ВК-32−200, ВК-3, эпоксидные ВК-40, ВК-27, ВК-9, полиуретановые ПУ-2 и т. п. Эти клеи применяют для склеивания деталей, работающих при температурах не выше 200 °C. Выбор марки клея определяется техническими требованиями, предъявляемыми к клеевым конструкциям.

Клеевые соединения хорошо работают при сдвиге и равномерном отрыве, плохо — при неравномерном отрыве. В таких случаях для обеспечения надежности предусматривают дополнительное механическое крепление соединяемых деталей клепкой, сваркой, болтами или винтами. Такие соединения называют комбинированными, к ним относятся: клеесварные, клееболтовые. Их применяют для создания особо прочных соединений, хорошо работающих при различных видах нагрузок. Испытания на срез показали, что прочность комбинированных соединений более чем в 2 раза превышает прочность клеевых соединений.

Успешно применяют клеи для стопорения резьбовых соединений, повышения прочности соединения зубчатых колес с валами (например, локайтов-смол, твердеющих при отсутствии воздуха); при установке наружных колец подшипников в корпус.

Расчет клеевых соединений Расчет клеевых соединений на прочность ведется по формулам, аналогичным для расчета паяных соединений.

Например, расчет нахлесточного соединения (рис. 21.6) ведут по формуле:

где F — растягивающая сила; I — ширина клеевого шва; b — длина нахлестки; [т] — допускаемое напряжение среза (сдвига).

В табл. 21.3 привёдены механические характеристики клеевых соединений и области применения некоторых клеев, часто используемых в промышленности.

При определении допускаемых напряжений [т] принимают коэффициент запаса [л] по отношению к идеальной прочности при сдвиге (табл. 21.3) равным [п] = 2,5…3 при статической нагрузке, [л] = 4…5 при переменных нагрузках, а при перегрузках, вибрациях, ударных нагрузках и т. п. запас принимают еще больше.

Таблица 21.3.