Одноболтовое вильчатое соединение деталей

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении болтовых соединений типа ухо-вилка. Цель изобретения - повышение срока службы соединения путем повышения усталостной долговечности. Соединение деталей содержит охватываемую 1 и охватывающую проушины, соединительную втулку 3 и стяжной болт 6. При осевой затяжке стяжного болта в соединительной втулке возникает вследствие несоосности внецентренное сжатие . Это приводит к продольному изгибу соединительной втулки. Такое соединение позволяет снизить величину напряжений растяжения от изгиба в соединительной втулке, получить большую усталостную долговечность , уменьшить металлоемкость. 3 ил. «fc к

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)я F 16 В 35/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4456764t27 (22) 08.07.88 (46) 30.11.9 .. Бюл. ¹ 44 (71) Харьковский авиационный институт им.

Н,Е. Жуковского (72) Э.Н. Румянцев, С.Е. Шеметов, А.Г. Шаманов и В.Г. Бабичев (53) 621.88 (088.8) (56) Рябков В.И. и др, Пути повышения надежности и долговечности вильчатых стыковых узлов. Вопросы оптимизации тонкостенных силовых конструкции, Харьков: ХАИ, 1976, вып.2, с.41-47. (54) ОДНОБОЛТОВОЕ ВИЛЬЧАТОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении болтовых соединений типа "ухо-вилка" самолетных конструкций.

Цель изобретения — повышение срока службы соединения путем повышения усталостной долговечности.

На фиг.1 показана конструкция вильчатого соединения в его продольном сечении и характер напряженного состояния в соединительной втулке до нагружения соединения эксплуатационной нагрузкой; на фиг,2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3— конструкция вильчатого соединения в его продольном сечении и характер напряженного состояния соединительной втулки после нагружения соединения эксплуатационной нагрузкой Рэ.

„„SU „1695005 Al (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении болтовых соединений типа "ухо-вилка".

Цель изобретения — повышение срока службы соединения путем повышения усталостной долговечности. Соединение деталей содержит охватываемую 1 и охватывающую проушины, соединительную втулку 3 и стяжной болт 6. При осевой затяжке стяжного болта в соединительной втулке возникает. вследствие несоосности внецентренное сжатие. Это приводит х продольному изгибу соединительной втулки. Такое соединение позволяет снизить величину напряжений растяжения от изгиба в соединительной втулке, получить большую усталостную долговечность, уменьшить металлоемкость. 3 ил.

Соединение деталей содержит вилку с охватываемой проушиной 1, вилку с охватывающей проушиной 2, размещенную в проушинах соединительную втулку 3 с отверстием 4 и расточкой 5, установленный во втулке стяжной болт 6, а также шайбы 7 и гайку 8. Положение продольной оси соеди. нительной втулки (центральной оси симметрии соединения) 01-02.

Положение продольной оси симметрии стяжного болта Оз — 04.

При осевой затяжке стяжного болта в соединительной втулке возникает вследствие несоосности внецентренное сжатие, приводящее к продольному изгибу соединительной втулки моментом М,, Вызванный момент увеличивает величину напряжений сжатия на одной стороне соединительной втулки и несколько уменьшает величину на1695005 пряжений сжатия на противоположной стороне (фиг.1).

Ось отверстия 4 соединительной втулки смещена в сторону направления прилагаемой нагрузки (в приведенном примере в сторону охватывающей вилки) на величину

Л, Такое конструктивное решение позволяет по сравнению с прототипом получить следующие преимущества: при одних геометрических, механических и силовых параметрах соединения больше снизить величину напряжений растяжения от изгиба в соединительной втулке, а значит и получить большую усталостную долговечность, не увеличивать существенно величину напряжений сжатия от изгиба, а значит не уменьшать. статическую прочность соединительной втулки, смещение оси стяжн ого болта приводит к увеличению момента инерции соединительной втулки, а это позволяет снизить величину напряжений изгиба при работе втулки, так как напряжения изгиба прямо пропорциональны величине изгибающих моментов на втулке и обратно пропорциональны моменту инерции поперечного сечения соединительной втулки. Прирост момента инерции также способствует уменьшению уровня изгибающих напряжений в соединительной втулке и повышению ее усталостной долговечности.

Рациональное смещение Лс необходимо выбирать из условия, чтобы напряжение изгиба от внецентренного сжатия соединительной втулки были близки (или равны) величине изгибающих напряжений, возникающих от эксплуатационного изгиба втулки. Величину h< можно определить расчетом, исходными параметрами которого являются геометрические параметры соединения, механические характеристики всех его составляющих элементов, величина эксплуатационной нагрузки Р> соединения и величина осевой затяжки втулки. При рациональном выборе величины смещения стяжного болта величина результирующих

5 напряжений в соединительной втулке после ее нагружения о- » будет чала или равна нулю, Изобретение применимо для одноосно

10 нагружаемых проушин пульсирующей нагрузкой (от нуля до Рак g). Для подобных соединений в самолетостроении характерно применение высокопрочных сталей типа

ЗОХГСА или ЗОХСНА, Изобретение повышает в 1,2 — 1,4 раза устал остную дол го вечность соеди нител ьной втулки и всего соединения деталей в целом и, кроме того, по сравнению с прототипом в 1,1-1,3 раза его статическую прочность. Это приведет к повышению статической прочности и ресурса соединения на 8 — 15ф, снижению его веса и повышению общей надежности.

Формула изобретения

Одноболтовое вильчатое соединение деталей. содержащее размещенную в охватываемой и охватывающих проушинах вилок соединительную втулку с концентричной относительн продольной оси отверстия расточкой на внутренней поверхности, длина которой превышает ширину охватываемой проушины, и стяжной болт с шайбами и гайкой, установленный в соединяемой втулке соосно ее отверстию, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы соединения путем повышения усталостной долговечности, отверстие во втулке выполнено эксцентрично относительно ее наружной поверхности, при этом ось отверстия смещена относительно оси соединения в сторону направления прилагаемой нагрузки.

Составитель Ф.Поликарпов

Редактор С.Лисина Техред М.Моргентал Корректор М Максимишинец

Заказ 4148 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