Способ получения болтового соединения деталей

 

Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано при изготовлении многосрезных болтовых соединений самолетных конструкций. Цель изобретения - повышение усталостной долговечности соединяемых деталей. Способ получения соединения деталей включает изготовление деталей с рядами отверстий, крепежных элементов и двух прокладок. Каждую из прокладок выполняют с изгибным участком и выемками на концах. Соединяют детали и прокладки в пакет, причем прокладки устанавливают крайними в пакете по одну его сторону. Кроме того, каждую из прокладок устанавливают в зоне крайнего и соседнего с ним ряда отверстий деталей с изгибом в сторону пакета. Устанавливают в отверстия пакета крепежные элементы и затягивают их. При этом прокладки распрямляются и перераспределяют нагрузку между крайними и соседними с ними рядами крепежных элементов. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК °

{я)я F 16 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 i) 4716765/27 (22) 10.07.89 (46) 15.11.91. Бюл. ¹ 42 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) Э.Н,Румянцев, А.Г.Шаманов, В.Г.Бабичев и M.B.Ðóìÿíöåâà (53) 621 882(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1493804, кл. F 16 В 5/02, 1987. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОЛТОВОГО

СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к деталям машин и может быть использовано при изготовлении многосрезных болтовых соединений самолетных конструкций. Цель изобретения — повышение усталостной долИзобретение относится к деталям машин и может быть использовано при изготовлении многосрезных болтовых соединений самолетных конструкций, Цель изобретения — повышение усталостной долговечности соединяемых деталей.

На фиг. 1 дана конструкция пятирядного односрезного болтового соединения до осевой затяжки болтов; на фиг. 2 — то же, характер контактного взаимодействия крайних болтов с соединяемыми листами после осевой затяжки болтов; на фиг. 3 — то же, после приложения эксплуатационной нагрузки; на фиг. 4, 5 — конструкция высокопрочной прокладки и ее геометрические характеристики на виде в плане и профильном сечении, Согласно способу изготавливают детали 1 и 2 с рядами отверстий, крепежные элементы 3, 4, 5 и разгружающий элемент, который выполняют из двух прокладок 6.

„„Я2 „„1691589 À1 говечности соединяемых деталей, Способ получения соединения деталей включает изготовление деталей с рядами отверстий, крепежных элементов и двух прокладок, Каждую из прокладок выполняют с изгибным участком и выемками на концах. Соединяют детали и прокладки в пакет, причем прокладки устанавливают крайними в пакете по одну его сторону. Кроме того, каждую из прокладок устанавливают в зоне крайнего и соседнего с ним ряда отверстий деталей с изгибом в сторону пакета, Устанавливают в отверстия пакета крепежные элементы и затягивают их. При этом прокладки распрямляются и перераспределяют нагрузку между крайними и соседними с ними рядами крепежных элементов. 5 ил.

Каждую прокладку выполняют с изгибным участком и выемками на концах. Соединяют детали 1, 2 и прокладки 6 в пакет, прокладки

6 при этом устанавливают по одну сторону пакета в зоне крайнего и соседнего с ним 0 ряда отверстий деталей с изгибом в сторону (ф пакета. Устанавливают в отверстия пакета болты 3 и на них надевают шайбы 4, которые у затягивают болтами 5.

Местом вероятного усталостного разру:. ния соединения является сечение а-а эле- О м{. Чта 1 и сечение б-б для листа 2. Болты в указанных сечениях являются, относительно прикладываемой на лист эксплуатационной нагрузки Рз, первыми: болты в сечении а-а — первые для листа 1, а в сечении б-б— для листа 2. На участках между крайними рядами болтов (между первым и вторым рядом болтов) установлена прокладка б, изго товленная из более прочного материала. чем соединяемые листы (фиг. 1). После осе1691589

10 материалы, что и для изготовления болтов, 15 Величину распора (разность шагов отверусловие (2) вой затяжки болтов крайних рядов в соединяемых листах создаются предварительные контактные напряжения: по первому ряду болтов с41, а по второму ряду о4 (фиг. 2).

При этом, величина и направление действия напряжений ok> противоположно действию будущих эксплуатационных напряжений смятия о3, После приложения эксплуатационной нагрузки на соединение

Рэ происходит перераспределение напряжений смятия, Но для разрушаемого листа в опасном сечении происходит уменьшение уровня эксплуатационных напряжений на величину предварительно созданных. Так, например, для листа 1 в сечении а-а:

Осм.э1 = бэсм.1 я<1 ° (1) гце 03 .) — величина эксплуатационных напряжений смятия без применения высокопрочной прокладки.

В конструкции соединения деталей происходит догрузка вторых рядов отверстий под болты, Так, например, для листа 1 по второму ряду отвеостий т тем.э2 бэсм.2 Йс2

Однако, эта догрузка в усталостном отношении не опасна, так как по второму ряду отверстий происходит уменьшение уровня растягивающих напряжений в листе и гоединяемый лист в этом сечении не разрушается. Это справедливо и для случая догружения листа 2 в сечении а-а, так как лист по последнему ряду болтов не разрушается. Прокладку 6 необходимо изгибать так, чтобы направление прогиба было в сторону контактируемого с ней листа, иначе распор прокладки при затяжке болтов не реализуется. Выполнение распора требует, чтобы шаг отверстий в плоской прокладке (до ее изгиба) t <, был больше величинй шага соответствующих отверстий в соединяемых листах t> . Разность этих шагов и будет определять необходимую силу распоря.

Данный способ получения болтового соединения характеризуется большей величиной распора болтов, так как при зажатии не преодолевается сила контактного сопротивления прокладка-лист, удобством мон тажа прбкладки, так как она устанавливается сверху соединения, визуально контролируется и не требует совмещения всех рядов отверстий и установки болтов, меньшим весом соединения, для односрезных соединений уменьшается величина изгибных напряжений в соединяемых листах вследст20

35 вие эксцентриситета передачи нагрузки, так как устанавливаемая сверху прокладка изгибает лист в противоположную сторону эксплуатационному изгибу (при нагружении эксплуатационной нагрузки происходит растяжение листа на кснтактируемой поверхности с ответным листом), Для самолетостроения характерно применение дюралевых сплавов типа Д16Т, В95 для соединяемых листов и стальных крепежных элементов из ЗОХГСА, ЗОХГСНА, 16ХСН или титана BT-16, Для изготовления прокладок целесообразно применять те же стий в прокладке и листах) болтов необходимо выбрать такой, чтобы выполнялось,э

Я<1 = ь см.1

В этом случае техническая эффективность разработанного соединения деталей будет наибольшей, Разработанное соединение деталей целесообразно применять для соединения пакетов средних и больших толщин многорядных (4-8 рядов) болтовых соединений, Целесообразно повышение величины осевой затяжки крайних рядов болтов на

15 — 20; по сравнению со средними болтами. Технология изготовления соединения не отличается от серийной: сверление пакета соединяемых деталей, установка внутренних рядов болтов и их затяжка, устан вка прокладки, установка крайних рядов болтов и их затяжка.

Формула изобретения

Способ получения болтового соединения деталей, при котором изготавливают детали с рядами отверстий, крепежные элементы, разгружающий элемент с четырьмя рядами выемок и двумя изгибными участками, соединяют детали и разгружающий элемент в пакет, совмещая выемки разгружающего элемента с крайними и соседними с ними рядами отверстий в деталях, и располагая между этими рядами отверстий изгибные участки разгружающего элемента, устанавливают крепежные элементы в отверстия и затягивают их, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения срока службы путем повышения усталостной долговечности соединяемых деталей, разгружающий элемент выполняют в виде двух прокладок, изгибной участок и два ряда выемок выполняют на каждой из прокладок, которые устанавливают крайними в пакете с направлением изгиба в сторону пакета.

1691589

Pun f

Рие2 см z2

Составитель Н.Шевченко

Техред М.Моргентал Корректор M. Øàðoøè

Редактор М,Товтин

Заказ 3916 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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