Соединение деталей

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении соединений деталей . Изобретение позволяет повысить усталостную долговечность соединений деталей. Соединение-$;остоит из деталей, крепежного элемента и колец, устанавливаемых в фаски отверстий под крепежный элемент. При стяжке крепежного элемента кольца, изготовленные из материала более прочного, чем материал соединяемых деталей, внедряются в соединяемые детали, создавая на поверхности фасок местное упрочнение. В месте упрочнения создаются благоприятные остаточные напряжения сжатия, которые способствуют повышению усталостной долговечности соединения при приложении к нему циклических нагрузок. 3 ил. со ГчЭ СО vl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D4 F16 В 502

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4053915/25-27 (22) 09.04.86 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (71) Харьковский авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (72) Э. Н. Румянцев (53) 621.882.6 (088.8) (56) Патент США № 3512446, кл. F 16 В 5/02, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 699894, кл. F 16 В 5/02, 1977. (54) СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении соединений дета„„SU„„1323770 А1 лей. Изобретение позволяет повысить усталостную долговечность соединений деталей.

Соединение--Чостоит из деталей, крепежного элемента и колец, устанавливаемых в фаски отверстий под крепежный элемент. При стяжке крепежного элемента кольца, изготовленные из материала более прочного, чем материал соединяемых деталей, внедряются в соединяем ые детали, создавая на поверхности фасок местное упрочнение.

В месте упрочнения создаются благоприятные остаточные напряжения сжатия, которые способствуют повышению усталостной долговечности соединения при приложении к нему циклических нагрузок. 3 ил.

1323770

40

Формула изобретения

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении соединений деталей.

Цель изобретения — повышение усталостной долговечности саединений.

На фиг. 1 изображено фланцевое соединение деталей болтами, поперечное сечение; на фиг. 2 — многорядное срезное заклепочное соединение, поперечное сечение; на фиг. 3 — геометрические параметры и характер контактного взаимодействия соединяемой детали, крепежного элемента и кольца.

Соединение состоит из деталей 1 и 2, крепежного элемента 3 и высокопрочных колец, устанавливаемых в технологические фаски 4. Применение упрочняющих колец целесообразно как для фланцевых соединений, где крепежные элементы работают на растяжение (фиг. 1), так и для срезных соединений (фиг. 2). При стяжке крепежного элемента происходит локальное кольцевое упрочнение зенкованного отверстия (отверстие с технологической фаской можно считать зенкованным отверстием, как для потайного болта, но с малой относительной величиной зенковки отверстия h, =- с,.

Tl раздача соединяемой детали на границах упрочненной зоны — точки А и Б, как следчтвие, повышение герметичности соединения.

При выборе геометрических параметров упрочняющего кольца необходимо руководствоваться следующими технологическими соображениям и.

Внутренний диаметр кольца должен быть равен диаметру отверстия под крепежный элемент (естественное условие по физической модели технического решения); диаметр стержня кольца определяют исходя из величины осевой стяжки крепежного элемента (усилие клепки, величина момента тарировки гайки, величины технологической фаски С, механических характеристик материала детали и кольца, величины необходимого упрочнения фаски (глубина пластического деформирования о„).

Известные технологические способы упрочняющей обработки материалов показывают, что высокий эффект по повышению усталостной долговечности деталей машин достигается при глубинах пластического деформ ирования о „= 0,15 — 0,5 мм.

Минимальный диаметр стержня кольца, входящего в фаску без упрочнения, равен

Анализ моментов затяжек болтов показывает, что для самых распространенных диаметров болтов 6 — 10 мм величины осевого усилия при затяжке достаточно для запрессовки в технологические фаски стальных колец до 8„=0,15 — 0,3 мм. Поэтому рекомендуемый диаметр стержня для изготовления колец составляет d 0,7 — 0,8 С .

При постановке упрочняющих колец в заклепочные соединения величина d ìîжет по усилию запрессовки доходить до

d< — — 0,9 — 1,3 С,р, однако для таких соединений пропадает эффект от осевой стяжки соединяемых деталей и, как следствие, происходит уменьшение усталостной долговечности соединения, черезмерная раздача отверстий, нарушение герметичности, коробление детали.

В самолетостроении типичными материалами для изготовления и сборки соединений являк тся дюралевые сплавы типа Д16Т, В95 и т.п. Для этих сплавов можно рекомендовать применение стальных колец из материала ЗОХГСА, ЗОХГСНА, 16ХСН. Установка упрочняющих колец практически не сказывается на технологичность сборки конструкции по условию центрирования (соосности) крепежных элементов и отверстий в соединяемых деталях, так как возможна предварительная установка колец под головкой болта, заклепки (например, местной приклейкой) либо установка их после постановки крепежного, элемента — на стержень заклепки под замыкающую головку, на стержень болта (шпильки) перед навинчиванием гайки.

Необходимо отметить, что при установке колец не под головками (гайками) крепежных элементов, а между соединяемыми деталями (фиг. 2,место C) образуется сдвоенная фаска размером Ce = 2С р и необходимый диаметр стержня кольца необходимо выбирать по величине сдвоенной фасс ки Ср.

Соединение деталей, содержащее крепежный элемент, размещенный в отверстиях соединяемых деталей, и упрочняющий элемент, внедренный в фаску отверстия соединяемой детали, отличающееся тем, что, с целью повышения усталостной долговечности, упрочняющий элемент выполнен в виде кольца круглого поперечного сечения из материала более прочного, чем материал соединяемых деталей, внутренний диаметр которого равен диаметру стержня крепежного элемента, а диаметр поперечного сечения равен 0,7 — 0,8 размера фаски отверстия соединяемых деталей, при этом кольца расположены на стержне крепежного элемента под его головками и в зоне стыка соединяемых деталей.! !)ставитсан С. 11икт.iина

Рсii3 KTOp I I. IHBbi 1 i dH 1 (!крва И. Вв11вс 1кс рис!и iil, I 1атаи

Заказ 294i, 39 1 н раж 759 11:i,! исн!«

I)1 111111 ill Г!!cN.!,:!!)с! !сиil!. i)ãö кгн!и Ii :: !,.I.(.!),а! !с, н!; . |1,;, ilii, tllhн!!! и ! I:5!1,35, Л !!!сква, Ж:1 н а1!нск;!я наю .. . 5

11р<и!знн>лственнн-и<)гн!графи н с! !с нрс illðèÿ и» г. У,+,гн1н> !, l, i 11р!н ктн,!я, I