На рис. 33 показаны различные узлы с армированным компенсаторным кольцом.
Процесс изготовления этих узлов состоит из двух последовательных операций. Сначала пайкой (рис. 33, б, в) или сваркой (рис. 33, а) обоймы 5 с основанием 4 закрепляют компенсаторное кольцо 3. Затем узел окончательно паяют с использованием манжет, изолятора и компенсаторного кольца, закрепленного в основании.
Рис. 33. Узлы с компенсатором, армированным металлом: 1 - изолятор; 2 - манжета; 3 - керамическое компенсаторное кольцо; 4 - основание; 5 - обойма.
Механическая прочность такой конструкции определяется прочностью соединения, компенсаторного кольца и армирующей обоймы. На участке а манжета разгружена от действующих на узел нагрузок за счет обоймы, что позволяет выбирать ее толщину исходя, согласно выражению (21), из заданной термостойкости соединения.
Варианты, представленные на рис. 33, в, практически одинаковы, однако верхний вариант технологически несколько проще вследствие простоты изготовления основания 4.
Узлы, в которых армирование компенсаторного кольца осуществляется путем сварки (см. рис. 33, а), целесообразнее применять в крупносерийном производстве, так как значительно упрощается изготовление и повышается производительность.
Для армирования компенсаторных колец в металлокерамических узлах, представленных на рис. 33, а и в, можно использовать обоймы, изготовленные из различных материалов.
Прочность и формоустойчивость таких узлов в 3-20 раз больше, чем узлов обычной конструкции, и при достаточной прочности соединения зависят от толщины и прочностных свойств материала обоймы.
Так, при изготовлении обоймы из нержавеющей стали деформации практически не наблюдаются вплоть до разрушения соединения, в то время как узлы с обоймой из меди начинают деформироваться еще до разрушения. В случае использования медной обоймы деформацию можно исключить путем увеличения толщины армирующего элемента. Однако это может привести к неоправданному увеличению габаритов и массы узла.
Механически прочной является конструкция узла с компенсаторным кольцом, армированным по конусу (см. рис. 33, б). Такую конструкцию можно применять в том случае, когда ограничены габариты узла. Термическая прочность узла несколько ниже ввиду влияния напряжений, передаваемых на торцовое соединение от манжеты, спаянной с компенсаторным кольцом.
При конструировании металлокерамических узлов с компенсаторным кольцом, армированным металлом (см. рис. 33, в), следует учитывать, что механическая прочность в значительной мере зависит от высоты компенсаторного кольца. На рис. 34 показана зависимость прочности узлов с соединениями диаметром 25-100 мм от высоты компенсаторного кольца.
Рис. 34. Зависимость прочности металлокерамических узлов с компенсатором, армированным металлом, от высоты компенсаторного кольца для соединения различных диаметров.
