Болтовое соединение деталей

 

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным болтовым соединениям деталей. Цель изобретения - повышение усталостной долговечности соединения путем создания локального натяга между стержнем болта и отверстием в соединяемых деталях. Болтовое соединение деталей 1 и 2 содержит накладки 3, 4, болт 5, гайку 6, шайбу 7. Стержень болта выполнен с двумя продольными выступами. Выступы имеют скругленную форму в поперечном сечении, расположены симметрично оси болта в плоскости, перпендикулярной вектору нагрузки на соединяемые детали. Выступы обеспечивают образование локального натяга между стержнем болта и отверстием соединяемой детали. Натяг создается в зонах наиболее вероятного зарождения усталостных трещин, что способствует повышению усталостной долговечности. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg4 F16В502

@АНАН

° с м 1 Л 11 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч

CO

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4334712/31-27 (22) 13.10.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Харьковский авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (72) 3. Н. Румянцев и В. Г. Бабичев (53) 62! 882.62(088.8) (56) Патент США № 4012884, кл. F 16 В 5/02, 1977. (54) БОЛТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным болтовым соединениям деталей. Цель изобретения — повышение усталостной долговечности соединения путем создания локального натяга между

ÄÄSUÄÄ1508020 А 1

2 стержнем болта и отверстием в соединяемых деталях. Болтовое соединение деталей

1 и 2 содержит накладки 3, 4, болт 5, гайку 6, шайбу 7. Стержень болта выполнен с двумя продольными выступами. Выступы имеют скругленную форму в поперечном сечении, расположены симметрично оси болта в плоскости, перпендикулярной вектору нагрузки на соединяемые детали.

Выступы обеспечивают образование локального натяга между стержнем болта и отверстием соединяемой детали. Натяг создается в зонах наиболее вероятного зарождения усталостных трещин, что способствует повышению усталостной долговечности.

3 ил.

1508020

Формула изобретения

43

3

Изобретение относится к машиностроеи ию, к высокоресурсным болтовым соединениям деталей.

11сл ь изобретения — повышение усталол ной долговечности соединения путем создаffèÿ локального натяга между стержнем болта и отверстием в соединяемых деталях.

Hd фиг. изображено многорядное срезное оолтовое соединение, вид сбоку; на фиг. 2 — фрагмент конструкции болтового соединения и геометрические параметры болта, разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 эпюра растягивающих и окружных напряжений на контуре отверстия, эпюры напряжений смятия по стенке отверстия под болт.

Болтовое соединение деталей состоит из соединяемых листов 1 и 2, накладок 3, 4, болтов 5. гаек 6, шайб 7. Болты в соединении имеют два продольных выступа 8 на стер.кне. Выступы расположены симметри но оси болта в плоскости, перпендикулярной вектору нагрузки на соединяемые детали. В поперечном сечении выступы имеют г кругленную форму.

Наличие выступов 8 способствует реализации натяга в точках контура отверстия, откуда зарождается усталостная трещина.

Усталостная долговечность соединения летя. ей зависит от величины натяга в детали flo месту расположения выступа 8.

Величина натяга (фиг. 2)

/9 — А, Н Д где clo — диаметр отверстия под болт;

Hq — — диаметральная высота выступов.

Натяг ffo остальной поверхности . отверстия можно сделать минимальным (для герметичности) или даже без него, сохраняй при этом высокие усталостные характеристики с натягом. Технологическое усилие запрессовки болта складывается из усилия обмятня кромок отверстия выступом 8, составляющим 5 — 15Я периметра отверстия под болт. Снижается величина окружных растягивающих напряжений на кромке отверстия о"" (локального натяга .для болтов с выступом »о сравнению с болтами с равномерным натягом — (т, d также величины напряжений смятия по стенке отв pcTIfff ff по сравнению с о .

Строгая ориентация выступов относительно отверстия и малые усилия выпрессовкн болта обеспечивают лучшую ремонтонригочность соединений. Для самолетостроения характерно применение дюралевых сплавов типа 1!6Т, В95 для соединений деталей н сгальных, титановых типа 30ХГСА, 16ХС11, ВТ-16 — для болтов. Для этих

10 !

33

4 сочетаний материалов рекомендуют соотношение геометрических параметров болта

Hg /d — — =1,05 — 1,2; Вв /df,- — — 0,15 — 0,25; r, /

/df; — — 0,05 — 0,1; где de — диаметр стержня болта; Вв — ширина выступа; гв — радиус выступа.

Величину геометрического натяга в соединении по месту расположения выступов

Л вЂ” - в в целесообразно ограничить вели в — ив

dg чиной Ли=5 — 8Я, так как дальнейший прирост долговечности по натягу весьма незначителен. Что касается величины Вв, то ее необходимо выбирать из того, что в условиях реального нагружения величина эксплуатационных напряжений изменяется по величине и направлению. Необходимо, чтобы зона натяга перекрывала участок контура отверстия с местами возможного усталостного разрушения, т. е. ширина выступа зависит от параметров напряженного состояния в соединении. Для однооснонагружаемых соединений центральной угол охвата выступа может быть 15 — 25, что гарантирует попадание точки разрушения в зону больших пластических натягов. По остальной поверхности натяг отсутствует и распределение натягов по контуру отверстия практически следует профилю болта.

Техническое решение применимо и при посадках болтов по цилиндрической части с небольшим натягом (для жесткости). В этом случае его эффективность все равно больше, чем соединения с цилиндрическим болтом при таком же натяге.

Наличие строго ориентированных выступов способствует повышению сдвиговой жест кости (на прокручивание болта), т. е. болт с выступами работает как шпонка. Это создает и эксплуатационные выгоды (повышается общая жесткость соединения) и технологические (не нужно второго ключа при закручивании гайки болта).

Болтовое соединение деталей, содержащее установленный беззазорно в отверстиях соединяемых деталей болт, шайбу и гайку, отлинаюи!ееся тем, что, с целью повы шения усталостной долговечности соедине ния путем создания локального натяга между стержнем болта и отверстиями соединяемых деталей, стержень болта выполнен с двумя симметричными относительно оси болта продольными выступами скругленного поперечного сечения, расположенными в плоскости, перпендикулярной вектору нагрузки на соединяемые детали.

A-4 фиг,2

Составитель С. Никулина

Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 5524/41 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101