Резьбовые соединения деталей из композиционных пластиков в основном являются несиловыми. Резьба в этом случае играет роль уплотняющего элемента, а уси­лия воспринимаются стенкой трубы, сосуда иди аппа­рата. Силовое соединение выполняют с помощью ме­таллических. резьбовых элементов. Наиболее широкое применение оно иашло для крепления секций труб и других тел вращения между собой, гидравлической ар­матуры к отрезкам труб, крышек и заглушек к аппара­там.

' При соединении труб из термопластов и других изде­лий, которые условно можно отнести к изотропным, спо­соб формования. резьбы не оказывает существенного влияния на прочность соединения. Однако в деталях из слоистых пластиков резьбу рекомендуется ВЫПОЛНЯТЬ так, чтобы волокна армирующего наполнителя распола - •. гались перпендикулярно к направлению действующей нагрузки. При нарезке резьб в таких изделиях (трубах и оболочках) слои наполнителя оказываются перерезан­ными, и прочность резьбового соединения определяется не столько механическими свойствами пластика, сколько прочностью связующего при сдвиге (равной приблизи­тельно 5—10 МПа) [39; 48, с. 72]. 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 [48, с. 72]. Резьбы та­кого типа создают различными методами формования материалов,

Выбор профиля резьбы зависит от назначения резь­бового соединения, механических характеристик, струк­туры и технологических свойств пластика, а также ме­тода получения резьбы. Учитывая чувствительность пластмасс к ^концентраторам напряжений, обычно ре­комендуют применять резьбу с круглым профилем.

ш

К труднообрабатываемым резьбам относятся круг­лые симметричные, упорные симметричные и трубные конические профили нарезки. Наибольшей прочностью при сдвиге (срезе) обладают резьбы с несимметричным треугольным, прямоугольным, трапециевидным и упор­ным профилями.

При. расчете резьбовых соединений определяют ос­новные параметры резьбы (длину L, шаг t, высоту Л профиля и др.). Длину и шаг резьбы вычисляют по сле­дующим формулам:

ndf, т[т"* . itdf, пт [х]

где F—усилие, воспринимаемое резьбой; — диаметр резьбы; т — коэффициент зацепления, характеризующий одновременность ра­боты витков соединения и зависящий от конструкции и точности резьбы (для треугольных и упорных профилей величину т прини­мают равной 0,95—0,98 [48, с. 78]); [т] — допускаемое напряжение для пластмасс при сдвиге (срезе); п — число витков.

Для цилиндрических'оболочек и труб, работающих под внутренним давлением р, длину резьбы и шаг рас­считывают по формулам:

^ __ рР2 . . рР

2d0m [т] ’ 2тп [т]

где D — віїутренний диаметр трубы или крышки.

Высота профиля резьбы не должна превышать */з толщины стенки детали.

При расчете резьбовых соединений деталей из раз­нородных материалов. необходимо учитывать их. механи­ческие свойства. Так как для пластмасс разрушающее напряжение при срезе намного меньше, чем для метал­лов, применять для них резьбу с симметричным профи-, лем «е рекомендуется. Профиль и размеры резьбы необ­ходимо выбирать из условия равнопрочности витков пластмассовой и металлической резь'б [48, с. 102]; в этом случае получаются соединения, обладающие. мень­шими габаритными размерами.

Выбор места расположения металлического резьбо­вого элемента (фитинга) осуществляют с учетом разли­чия в упругих свойствах соединяемых материалов. Так' как модуль упругости пластмасс на один-два порядка меньше, чем для сталей, фитинги в трубах, сосудах и ап-

паратах, работающих под внутренним давлением, приходится раополатать над пластмассовой де - - талью. Дело в том, что под действием, внутренне­го давления стенки пласт­массовой детали, дефор­мируясь, плотно"прилега­ют к фитингу. Располо­жение пластмассовой 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 пластмассы попользуют дополнительную клеевую про­слойку.

В изделиях, работающих при высоком внешнем дав­лении (поплавки, барокамерные корпуса вакуумных ус­тановок и т. п.), наоборот, расположение металлическо­го элемента. должно быть внутренним. Такая конструк­ция сочетает в себе много достоинств: при заданном на­ружном давлении пластмассовая деталь не отслаивается от фитинга, обеспечивая тем самым - прочное и герметич­ное соединение; при температурном расширении метал­лического элемента не происходит его - отслоения от пластмассовой детали, а усадка. полимера при формова­нии обеспечивает обжатие металлического элемента; ме­таллический фитинг не выходит за габариты пластмас­совой детали.

Основной недостаток внутреннего расположения ме­таллического элемента в том, что при эксплуатации со­единения в жидких средах, вызывающих набухание по­лимера, может произойти его отслоение от фитинга.

Соединения труб с помощью накидных гаек (рис'.

111. 37) во многом аналогичны соединениям, выполняе­мым с помощью резьбы, оформленной на скрепляемых поверхностях. Такой способ применяют для соединения пластмассовых и металлических труб, а также для обес­печения разъемности трубопроводов. В первом случае

•крепежные резьбовые элементы целесообразно выпол­нять из металла; втулку с отбортовкой приклеивают или приваривают к пластмассовой трубе,[107, с. 163].

Хорошо известен способ соединения полиэтиленовых ■ труб с помощью металлической арматуры (рис. 111.38). Концы труб в нагретом состоянии натягивают на кони­ческую часть арматуры и зажимают с помощью накид­ных гаек. Резьбовую арматуру подобного типа можно изготавливать литьем под давлением из поливинилхло­рида [107, о. 296]. В этом случае раструб полиэтилено­вой трубы формуют с помощью конического инструмен­та. Если трубы выполнены из эластичного термопласта, то формование конического раструба па их концах мо­жет быть выполнено без нагрева материала, только за счет приложения механической нагрузки. Для обеспече­ния герметичности соединения применяют уплотнитель­ные кольца. Уплотнению соединений способствуют со-

(Н

Рис. 111.40. Соединение труб с помощью накидной гайки и промежу-.
точной вставки из полимерного материала:

/ — труба; 2 — и амидная гайка; 3— промежуточная вставка; 4— зажимная
втулка; В — резьбовая виулка; 6 — прижимная втулка. ■

Рис. ІІІ.41. Соединение труб с помощью накидной гайки и втулки
с буртиком, выполненных из пластмасс:

/ — труба; 2 —втулка с бурти ко™; 3 — резьбовая втулка; 4 — накидная гайка.

пряжение труб и крепежных элементов по коническим поверхностям и оформление кольцевых канавок на при­жимной поверхности накидной гайки (рис. ІІІ.39). Плотное соединение двух жестких труб достигается при использовании уплотнительных колец из эластичного материала (резины, фторопласта), одеваемых на наруж­ные поверхности концов труб,[26, с. 83; 71, с. 156].

Более надежно по сравнению с вышеописанным со­единение с помощью той же гайки, но с уплотнением по сферическим поверхностям [107, с. 297], В этом случае (рис. ІГІ.40) 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.

Для повышения стойкости соединения к коррозии накидную гайку и резьбовую втулку изготавливают из полимерных материалов. Применяют также соединения с помощью втулок с буртиком (рис. Ш.41) {107, с. 297].