Соединение деталей
Изобретение относится к области машиностроения , к высокоресурсным многорядинститутным соединениям деталей. Цель - повышение усталостной долговечности. Соединение содержит соединяемые детали и ряды кре- - нежных элементов. Крепежные элементы установлены в отверстия.х соединяемых дес радиальными зазорами. Эти зазоры постепенно увеличиваются в направлении, противоположном направлению приложения эксплуатационной нагрузки. Наличие зазоров позволяет снизить загруженность крайних рядов крепежных элементов, повысив те.м самым усталостную долговечность соединения . 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5D 4 Г 16 В 5/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4102464/3! -27 (22) 04.08.86 (46) 15.07.88. Бюл. № 26 (71) Харьковский авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (72) Э. Н. Румянцев (53) 621.88 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1168755, кл. F 16 В 5/02, 1985.
Авторское свидетельство СССР № 1010325, кл. F 16 В 5/02, 1980.
„.Я0„„1409788, A ) (54) СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к области машиностроения, к высокоресурсным многорядным соединениям деталей. Цель — повышение усталостной долговечности. Соединение содержит соединяемые детали и ряды крепежных элементов. Крепежные элементы установлены в отверстиях соединяемых деталей с радиальными зазорами. Эти зазоры постепенно увеличиваются в направлении, противоположном направлению приложения эксплуатационной нагрузки. Наличие зазоров позволяет снизить загруженность крайННх рядов крепежных элементов, повысив тем самым усталостную долговечность соединения. 6 ил.
1409788
Изобретение относится к машиностроению, а именно к высокоресурсным многорядным соединениям деталей.
Цель изобретения — повышение усталостной долговечности.
На фиг. 1 изображено многорядное соединение деталей; на фиг. 2 и 3 — схемы силового взаимодействия стержней крепежных элементов со стенками отверстий в соединяемых деталях (соответственно узлы 1 и II на фиг. 1); на фиг. 4 — эпюра распре- 10 деления усилий по рядам крепежных элементов для соединения без зазоров; на фиг. 5— эпюра распределения усилий по рядам крепежных элементов для соединения с зазорами; на фиг. 6 — вариант соединения де15 талей.
Соединение деталей содержит соединяемые детали 1 — 3 и ряды крепежных элементов 4, например болтов с шайбами и ганками. Стержни крепежных элементов установлены в отверстиях соединяемых деталей 20 с радиальными зазорами 5, при этом радиальные зазоры постепенно увеличиваются в направлении, противоположном направлению приложения эксплуатационной нагрузки Р
Местом вероятного усталостного разрушения соединения являются плоскости А — А и Б — Б (крайние ряды крепежных элементов), причем плоскость А — А является первым рядом крепежных элементов для деталей 1 и 2, а сечение Б — Б — для детали 3. gp
Целесообразно с точки зрения усталостной долговечности устанавливать крепежные элементы с натягом в детали 1, 2 в плоскости
А — А (фиг. 2), а в детали 3 — Ь плоскости
Б — Б (фи г. 3) . Для повышения усталост ной долговечности этих зон целесообразно при- 35 менять не пониженную, а нормируемую затяжку крепежных элементов.
Известно, что оценить напряженное состояние на контуре нагруженного отверстия можно по величине приведенных напряже- 4О
nèÉ: б„р —— К,„Ысл + 6л + 0,5Gu (1)
l:де 4 — нормальные напряжения смятия в листе от действия крепежных элементов; л — величина действующих напряже- 45 ний растяжения в листе (за крепежным элементом); — величина изгибных напряжений в месте вероятного усталостного разрушения;
) м=Ю вЂ” экспериментальный коэффициент повреждаем ости.
Цель оптимального проектирования соединения — достижение в каждом ряду крепежных элЕментов условия блею = const.
Для обычных средних соединений (без сис- 55 темы зазоров) характерно постепенное уменьшение бл от первого ряда отверстий под крепежные элементы к последнему ряду и не2 равномерная (для первого ряда больше) или близкая к равномерной загрузка рядов кре п еж н ы х элем е нто в.
Рационально при уменьшении 1 л увеличивать 6,, т.е. перераспределять усилия по рядам крепежных элементов. Этого можно достигнуть системой зазоров, при которой ряды крепежных элементов последовательно увеличивают степень загруженности от первого ряда.
Обозначим величину наибольшего зазора между стержнем первого ряда крепежных элементов и стенкой отверстий (фиг. 2): для детали 3 пл
2 для детали 1 (2) и с, рл с1 65 (3)
Тогда рационально связать величину максимальных зазоров в деталях с величиной эксплуатационной нагрузки Р, действующей на соединение: пл н 4 = С-ei Рэ, л,=С, Р,, (4) где СБ„Cs5 — податливости первого ряда крепежных элементов (фиг. 1).
Величину зазора i-ro ряда крепежных элементов, следующего за первым (i = 1), можно определить
Ь| (5) где и, — количество рядов крепежных элементов; — номер ряда крепежных элементов.
При действии на соединение нагрузки, близкой к статической разрушающей, зазоры между крепежными элементами и отверстиями под них выбираются и соединения включаются в работу по традиционной схеме многорядного срезного соединения без зазоров.
Необходимо отметить, что разработанное техническое решение целесообразно в основном для болтовых соединений и имеет при сборке соединений технологические особенности. Поскольку желательно выполнение соосности крепежных элементов и отверстий под них, то технология изготовления таких соединений примерно такова: взаимная фиксация соединяемых деталей (фиксатор 6), совместное сверление отверстий под крепежные элементы, разделение пакета, индивидуальная разделка отверстий в каждой детали, например, развертками или протяжками, совместная фиксация деталей, сборка пакета на крепежные элементы и затяжка их.
Преимуществом данного технического решения являегся то, что подбором системы зазоров (экспериментально или расчетом) возможно достижение желаемого распределения загруженного по рядам крепежных элементов и повышение усталостной долговечности соединения.
1409788
Формула изобретения (Pue. 2
Соединение деталей, содержащее установленные в отверстиях соединяемых деталей ряды крепежных элементов, при этом крепежные элементы первого по отношению к нагрузке ряда установлены с радиальным зазором в детали, образующей край соеди4 нения, и с натягом во второй детали, оТличающееся тем, что, с целью повышения усталостной долговечности, крепежные элементы каждого последующего ряда установлены с радиальными зазорами в деталях, причем величина радиального зазора в каждом последующем ряду крепежных элементов больше, чем в предыдущем.
1409788
Фиг б
Составитель С. Никулина
Реда кто р М. Цитк и н а Texpeд И. Верес Корректор В. Гирняк
Заказ 3464/33 Тираж 757 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, iK -35, Раугиская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
