Соединение деталей

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоресурсным многорядным соединениям деталей. Цель - йовьппение усталостной долговечности. Соединение содержит ряды крепежных элементов и дополнительные отверстия в соединяемых деталях. В дополнительных отверстиях, расположенных перед отверстиями под крепежные элементы относительно нагрузки , размещены с радиальным натягом штифты. Дополнительные отверстия, расположенные после отверстий под крепежные элементы, свободны. Диаметры этих отверстий, начиная с первого, уменьшаются. Подбором параметров дополнительных отверстий достигается равномерное распределение нагрузки по рядам крепежных элементов и повышение усталостной долговечности соединения за счет увеличения податли-. вости связей и уменьшения концентрации напряжений в зонах отверстий, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,З0„„1428844 А 1 (s» 4. F 16 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПОДОЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ

1 (21) 4138664/31-27 (22) 20.10.86 (46) 07.10.88. Бюл. М 37 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72)-Э..Н.Румянцев, А.Г.Гребеников, В.Н.Стебенев и А.Г.Шаманов (53) 621.88 (088.8) .(56) Хейвуд Р.Б. Проектирование с учетом усталости. М.: Машиностроение, 1969, с. 276, рис. 10.8.

Авторское свидетельство СССР

В 1303747, кл. F 16 В 5/02, 1985. (54) СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоресурсным многорядным соединениям деталей. Цель — повышение усталостной долговечности. Соединение содержит ряды крепежных элементов и допол" нительные отверстия в соединяемых деталях. В дополнительных отверстиях, расположенных перед отверстиями под крепежные элементы относительно нагрузки, размещены с радиальным натягом штифты. Дополнительные отверстия, расположенные после отверстий под „ крепежные элементы, свободны. Диаметры этих отверстий, начиная с первого, уменьшаются. Подбором параметров дополнительных отверстий достигается равномерное распределение нагрузки по рядам крепежных элементов и повышение усталостной долговечности соО единения за счет увеличения податли-, Ж вости связей и уменьшения концентрации напряжений в зонах отверстий, 1428844

ud =: d п

Подбором системы дополнительных отверстий достигается равномерное распределение нягрузки по рядам крепежных элементов и повышение усталостной долговечности соединения в

1,3-1,6 раза. Это позволяет повысить ресурс соединения ня 6-15Z, либо

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным многораз. рядным соединениям деталей.

Цель изобретения — повышение усталостной долговечности.

На фиг. 1 изображено двухсредное многорядное болтовое соединение .с системой дополнительных отверстий, на фиг. 2 — узел Т на фиг. 1 на

:фиг. 3 — узел IE на фиг. 1.

Соединение содержит соединяемые детали 1-3 и ряды крепежных элемен:тов 4, например болтов с гайками.

:Крепежные элементы установлены в от- 15, верстиях соединяемых деталей. Кроме

:;этих отверстий в соединяемых деталях выполнены дополнительные отверстия

5 и 6, при этом в отверстиях 5, расположенных перед отверстиями под кре- 2 пежные элементы относительно нагрузки Рэ, размещены с радиальным натя. гом заподлицо штифты 7, а отверстия

6, расположенные за отверстиями. под

1крепежные элементы, свободны. Диаметр 25 каждого следующего за первым дополнительного отверстия 6 меньше предыдущего

Местом вероятного устялостного разрушения соединения является сече- 30 ние А-А для детали 1 и 2 и сечение

-Б-Б для детали 3. Сечение А-А по первому относительно нагрузки Р ряду крепежных элементов для деталей 1 и

2, а сечение Б-Б для детали 3.

Концентрация напряжений на кромке отверстия, определяющая усталостную долговечность соединения, зависит от уровня действующих (обтекающих отверстий) нормальных напряжений рас- 0 тяжения б„ и уровня загруженности крепежного элемента, характеризуемого величиной напряжений смятия б по стенкам отверстия. Рационально с точки зрения массовой эффективности проектировать соединение с равной вероятностью усталостного разрушения по всем рядам, т.е. при уменьшении по длине. соединения (от первого ряда к последнему) величины бр; постепенно увеличивать в том же направлении ñì1

Выполнение за отверстием под крепежный элемент (практически со стороны стенки, контактирующей с болтом) дополнительного свободного отверстия искусственно увеличивает податливость крепежной связи, причем увеличение податливости зависит от диаметpa d<, свободного отверстия и величины С; перемычки между основными и дополнительными отверстиями ° Постепенно увеличивая местную жесткость (уменьшая. податливость) крепежных .элементов от первогоряда к последующему, можно более благоприятно, с точки зрения усталостной долговечности, перераспределить нагрузку по рядам соединения.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить концентрацию на— пряжений в зонах вероятного усталостного разрушения (отверстия под крепежные элементы) не только за счет напряжений 5,, но и за счет напряжений бсср, .

Геометрические параметры дополнительных отверстий выбирают исходя из механических характеристик материе ла соединяемых листов и крепежных элементов.

Для авиационных соединений характерно применение сплавов типа. Д16Т и крепежных элементов из ЗОХГСА. Как показали экспериментальные исследования, для Д16Т рациональными параметрами дополнительньц» отверстий являются d p = 0,65-0,85»1„С p = 0,10,2 d,,где dо — диаметр основного отверстия.

Для других пар материалов подобные ! соотношения можно получить расчетом или экспериментально. Эти соотношения можно использовать для определения d и Ср дополнительных отверсР тий, заполненных штифтами, и максимального диаметра свободного дополнительного отверстия (за первым рядом отверстиИ под крепежные элементы) . Для диаметров других свободных дополнительных отверстий можно использовать соотношение где n — количество рядов крепежных элементов в соединении, — номер ряда крепежного элемента в соединении.

1428844 уменьшить его вес, что принесет при эксплуатации изделия экономический эффект.

Уиг.2

Составитель С. Никулина

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор А.Ворович

Заказ 5103/32

Тираж 757

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Соединение деталей, содержащее ряды крепежных элементов, установленные в отверстиях соединяемых деталей, и дополнительные отверстия, расположенные перед и после отверстий под крепежные элементы, при этом в дополнительных отверстиях, распопоженньи перед отверстиями под крепежные элементы относительно нагрузки размещены с радиальным натягом штифты, о т л и ч а ю щ е е с я гем, что, с целью повышения усталостной долговечности, диаметр каждого следующего за первым дополнительного отверстия, 1р расположенного за отверстиями под крепежные элементы, меньше предыцущего.