Многорядное соединение деталей

 

Использование: в машиностроении, в многорядных срезных болтовых соединениях . Сущность изобретения: в отверстиях соединяемых листов однонаправленно установлены ряды болтов с гайками и шайбами . Головки первого относительно места приложения нагрузки на сопряженный лист ряда болтов выполнены с двумя диаметрально противоположными выпуклыми наклонными участками на опорной поверхности с увеличивающимся к периферии головки зазором относительно листа и расположенными перпендикулярно этому ряду. Два других диаметрально противоположных участка опорной поверхности, расположенных перпендикулярно первым, выполнены, с радиальными выступами со скругленным поперечным сечением. Опорные торцы шайб другого крайнего ряда болтов выполнены аналогичными упомянутым опорным поверхностям головок. 1 з. п. флы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s F 16 В 5 /02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMNTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4852140/27 (22) 10.07,90 (46) 15.08.92. Бюл. М 30 (71) Харьковский авиационный институт им, Н. Е, Жуковского .(72) Э. Н, Румянцев, А. Г. Шаманов, В. Л. Низковский и В. Г. Бабичев (53) 621-282(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1418525, кл. F 16 В 5/02, 1987. (54) МНОГОРЯДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: в машиностроении, в многорядных срезных болтовых соединениях, Сущность изобретения: в отверстиях соединяемых листов однонаправленно установлены ряды болтов с гайками и шайИзобретение относится к машиностроейию и может быть использовано при изготовлении многорядных соединений деталей.

Известна конструкция многорядных срезных болтовых соединений. Усталостная долговечность известных соединений вО многом определяется уровнем напряжений смятил по стенкам крайних рядов отверстий под болты. Для снижения нагруженности крайних рядов болтов применяют уменьшенный диаметр, либо их установку с разреженным ша ом, Однако эффективность этих мероприятий мала. Снижения загруженности крайних рядов болтов можно добиться установкой их в пакет деталей под углом к нагрузке. Однако известнное соединение тру.доемко при сборке.

Наиболее близким к изобретению является соединение деталей, в котором Опорная поверх5U<, 1754924 А1

2 бами. Головки первого откносительно места . приложейия нагрузй Н3 сопряженный llHcT ряда болтов выполнены с двумя диаметрально противоположными выпуклыми наклонными участками на опорной поверхности с увеличивающимея к перифеpHw Головки зазором Относительно листа и расположенными перпендикулярно этому ряду. Два других диамвтрально противоположных участка опорной помркности, расположенных перпендикулярно первым, выполнены. с радиальиыми вмступами со скругленным поперечнмм сечением. Опорные торцы шайб другого крайнего ряда болтов выполнены аналогичными упомянутым опорным поверхностям головок. 1 з. и. флы, 5 ил. ность головки болта выполнена со скосом . поверхности по отношению к соединяемой детали, что позволяет при изгибе крепежного элемента уменьшить отпорную реакцию листа и повысить тем самым податливость крайних рядов болтов. Однако и это соетдинение ограничено исполЬзованием в болтах

Il0TBAHblx головок, кроме того, оно устраня- Я ет натяг по отверстию; чтб снйжает техниче- ф, ский эффект совпи нинин по повышению вго усталос ной долговечности.

Цель изобретения — повышгениге надежности соединения.

Для достйжения йоставлейной целги многорядное соединение деталей содержит

Однонаправленно .установленные в отверстиях соединяемых листов ряда болтов с размещенными на них шайбами и гайками, при этом два диэметрально расположенных участка опорной поверхности каждой гдло1754924 тивополо>кных участках и расположенных под углом 90 к выпуклым участкам головки и выполнены радиальные выступы 6 со скругленными попере п ым сечением. После осе5 вой затяжки болтов эпюра константных напряжений по опорной поверхности головки болта имеет вид cCr (см. фиг. 2), а продольная ось болта занимает положение

Об-Об, После приложения на соединение эксплуатационной нагрузки Рэ происходит изгиб стержня болта и изменение положения головки болта относительно соединяемого листа, при этом зазор между головкой болта и поверхностью детали перед относительно места приложения нагрузки на деталь болтом уменьшается, а за болтом увеличивается (см. фиг, 3). Профилирование поверхности головки приводит к тому, что при изгибе болта его головка как бы обкатывает поверхность листа, не создавая на границе опорной поверхности больших контактных напряжений (Prr свойственных для прототипа и базовых соединений.

25 Для разработанного соединения деталей величина пиковых напряжений оД значи- . тельно снижена. Наличие выступов 6 в соединении приводит к тому, что по месту вероятного усталостного разрушения сое30 динения действуют большие контактные напряжения, своеобразный локальный натяг, который способствует повышению усталост IQA долговечности за счет создания оста35 повышению трещиностойкости соединяемых деталей. Выполнение опорной поверхности

40 шение податливости болта приводит к снижению его нагруженности по напряжению смятия по стенке отверстия под болт.

50 вки первого, относительно места приложения нагрузки на сопряженный с ней лист ряда болтов, расположенных перпендикулярно упомянутому ряду, выполнены наклонными к оппозитно расположенными участками поверхности соединяемого листа и расположены относительно последних с увеличивающимися к периферии головки зазором, Два других диаметрально расположенных под углом 90 к упомянутым участкам участки опорной поверхности каждой упомянутой головки выполнены с радиальными выступами со скругленным поперечным сечением, при этом опорные торцы шайб, размещенных на болтах первого ряда относительно места приложения нагрузки на сопряженный с упомянутыми опорными торцами шайб лист, выполнены аналогично поверхности головок первого, относительно приложения нагрузки на сопряженный с упомянутыми головками лист ряда болтов.

При этом образующие выпуклых поверхностей опорных поверхностей опорных тор-. цов головок болтов и шайб прямолинейны в направлении ряда болтов.

На фиг. t изображена конструкция многорядного срезного болтового соединения деталей; на фиг, 2 — фрагмент конструкции соединения в районе установки крайнего ряда болтов по выноске l с фиг. 1 до Нагружения соединения; на фиг, 3 — фрагмент конструкции соединения в районе установ ки крайнего болта после нагружения соединения: на фиг, 4 — конструкция и геометрические параметры головки болта от нагрузки на соединение, вид сбоку; на фиг. 5 — конструкция головки болта, вдоль нагрузки на соединение, Многорядное соединение деталей состоит из соединяемых листов 1, 2, скрепленных несколькими рядами болтов 3, гаек 4 и шайб 5. Усталостное разрушение соединения происходит по сечениям под крайние ряды болтов: листа 1 по сечению А-А, а листа 2 по сечению Б — Б (см. фиг. 1). Для 4 . снижения нагруженности крайних рядов болтов опорные поверхности (поверхность

В) головки первого относительно места" приложения нагрузки на соединяемую деталь ряда болтов выполнены наклонными к оппозитно расположенным участкам поверхности соединяемого листа 1, причем поверхность В расположена к детали 1 с увеличивающимся к периферии головки зазором, Увеличение зазора между головкой 5 болта и соединяемым листом получена за счет выполнения поверхности головки выпуклой, причем образующая выпуклости прямолинейна в направлении первого ряда болтов. На двух других диаметрально проточных сжимающих напряжений, головки болта выпуклой способствует и повышению податливости стержня болта за счет уменьшения отпорной реакции листа. ПовыНеобходимо отметить, что выполнение профилирования опорной поверхности и расположение выступов необходимо производить для опорной поверхности, которая относительно места приложения на соединяемую деталь является первой. Так, если такой поверхностью окажется опорная поверхность шайбы (сечение Б-Б соединения), то подобную поверхность головки болта по сечению А-А необходимо выполнять для пбверхности шайбы, В самолетостроении нашли широкое применение соединения из легких дюралевых сплавов Д16Т, В95 посредством стальных болтов из материала ЗОХГСА, 16ХСН, 3ОХГСНЛ, Х18Н9Т. Для таких пар сочетаний материалов можно рекомендовать выполне1754924 низ выступов шириной 6> 0,3-0.5 диаметра стержня болта, профилировать же остальную поверхность необходимо твк, чтобы наибольший угол касательной к выпуклой поверхности составлял не более g < 3-5 О.

Разработанное соединение позволяет в

1,2-1,4 раза повысить усталостную долговечность соединяемых деталей, Это повысит надежность соединения, либо при заданном уровне надежности повысит срок

его службы, что принесет при эксплуатации соединения экономический эффект.

Формула изобретения

1. Многорядное соединение деталей. содержащее однонаправленно установленные в отверстиях соединяемых листов ряды болтов с размещенными на них шайбами и гайками, при этом два диаметрально противоположных участка опорной поверхности каждой головки первого относительно места приложения нагрузки на сопряженный с ней лист ряда болтов, расположенных перпендикулярно упомянутому ряду, выполнены наклонными к оппозитно расположенным участкам поверхности соединяемого листа и расположены относительно последних с увеличивающимся к периферии головки зазором, о т л и ч à ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, наклонные участки опорных поверхностей головок выполнены выпуклыми, а два других диаметрально противоположных, расположенных под углом 90 к упомянутым, участка опорной поверхности каждой упомянутой головки выполнены с радиальными выступами со скругленным поперечным сечением, при этом опорные торцы шайб, размещенных на болтах первого ряда относительно места приложения нагрузки на сопряженный с упомянутыми опорными торцами шайб лист, выполнены аналогичными опорным поверхностям головок первого относительно места приложения нагрузки на сопряженный с упомянутыми головками лист ряда болтов.

2. Соединение по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что образующие выпуклых поверхностей опорных торцов головок болтов и шайб прямолинейны в направлении ряда болтов.

1754924

Составитель Э.Н;Румяецев, Техред М.Моргентал Корректор Л,Лияринц

Редактор М.Циткина

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

Заказ 2876 . - .. Гираж -, Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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