Соединение деталей

 

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным соединениям деталей. Цель изобретения - повышение усталостной долговечности соединения. Соединение содержит болт 3, гайку 4 и шайбу 5. Опорная поверхность 8 головки 7 болта выполнена с коническим поднутрением, опорная поверхность 9 гайки также выполнена с коническим поднутрением. Опорная поверхность 10 шайбы выполнена конической, но имеет в свободном состоянии встречное направление конусности. Изменение жесткости головки болта и гайки приводит к перераспределению эпюры контактных напряжений, уменьшению величины контактных напряжений на внешней границе контактной зоны. Уменьшается фреттинг-коррозия. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 F 16 В 5/02

3;;П

N .;

E, i>..i1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 строению, к высокоресурсным соединениям деталей ° Цель изобретения — повышение усталостной долговечности соединения. Соединение содержит болт 3, гайку 4 и шайбу 5. Опорная поверхность 8 головки 7 болта выполнена с коническим поднутрением, опорная поверхность 9 гайки также выполнена с коническим поднутрением.

Опорная поверхность 1 0 шайбы выполнена конической, но имеет в свободном состоянии встречное направление конусности. Изменение жесткости головки болта и гайки приводит к перерас" пределению эпюры контактных напряжений, уменьшению величины контактных напряжений на внешней границе кант..ктной зоны. Уменьшается Ареттинг-кор7 С: 0

Ш фиг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4315686/31-27 (22) 13.10.87 (46) 30.06.89. Бюл.¹ 24 (71) Харьковский авиационный институт им. H.Å.Жуковского (72) Э.Н.Румянцев и В.Г,Бабичев (53) 621.882(088.8) (56) Ярковец А.И., Сироткин О.С., Фирсов В.А. и Киселев Н.М. Технология выполнения высокоресурсных заклепочных и болтовых соединений в конструкциях самолетов. М.: Машиностроение, 1987, с.30, рис.2.6.

Орлов П.И. Основы конструирования. M.: Машиностроение, кн. 3, 1977, с.21, рис. 34-V. (54) СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машино—

ÄÄSUÄÄ 1490325 А1

1490325

Изобретение относится к машиностроению, к нысокоресурсным соединениям деталей.

Цель изобретения - повьппение уста" лостной долговечности.

На фиг.1 изображена конструкция односрезного трехрядного болтоного соединения; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (конструкции соединения, крепежных элементов соединения).

Соединение деталей состоит из соедияяемых листов 1 и 2 посредством крепежных элементов: болта 3, гайки

4, шайбы 5, Болт состоит из цилиндри- 15 ческого стержня 6 и головки 1 с коническим поднутрением на опорной поверхности 8. Аналогичные по форме поднутрения выполнены на опорной поверхности гайки 9, а шайба 5 вы полнена с конической опорной понерхностью 10.

Опорные поверхности, гайки и головки болта выполнены с коническим поднутрением, т.е. их конусность 25 напранлена в сторону стержня болта.

А конусность опорной поверхности ! шайбы имеет в свободном состоянии встречное направление, т.е. направление от стержня болта. 30

Конструкция крепежных элементов на фиг.2 показана при не полностью закрученной гайке При полностью за крученной и протарированной гайке, вследствие податливости болта, соеди- няемых листова, гайки, происходит вьг

35 бор зазоров в соединении. При отсутствии спрофилированных опорных поверхностей у болта, гайки и шайбы (плоские опорные поверхности) эпюра контактных давлений по соединяемому лис» ту имеет неравномерный вид(фиг.2), прячем большие контактные напряжения на границе контактной зоны - месте вероятного усталостного

45 разрушения соединения. Выполнение поднутрения изменяет жесткость голов" ки болта (гайки), увеличивая пружиня щий эффект головки (гайки) при осевой затяжке болта. Изменение жесткости приводит к перераспределению эпюры контактных напряжений - g "„t,,уменьшению величины контактных напряжений на внешней границе контактной зоны.

При передаче сднигоной нагрузки с детали на деталь происходит изгиб стержня крепежного элемента, проворот его продольной оси в продольной плоскости соединения. Это приводит к значительному увеличению контактных напряжений на внешней границе контактной зоны. Для уменьшения этого эффекта, неблагоприятного с точки зрения усталостной долговечности, спрофилирована опорная поверхность шайбы, которая как бы обкатывает поверхность листа при изгибе болта, не увеличивая величину контактных напряжений на границе контактной зоны.

Для самолетостроения характерно применение легких дюралевых сплавов типа Д16Т, B95 - для соединяемых листов и сталей типа ЗОХГСА, 3ОХ

ГСНА, 16ХСН - для крепежных элементов (болтов). Для этих сочетаний материалов рекомендуют следующие геометрические параметры крепежного элемента; угол поднутрения головки болта (гайки) („ 5-10, угол конус.ности шайбы а(= 7-15О. Целесообразна для повышения эффекта установка конусных шайб и под головку болта.

Изобретение обеспечивает более благоприятное с точки зрения усталостной, долговечности и фреттингкоррозии распределение контактных напряжений на опорной поверхности соединяемых деталей, повьппение пружинящих свойств крепежа, повьппение величины осевой стяжки болта, что повьг шает усталостную долговечность соединения.

1 формула изобретения

Соединение деталей, содержащее размещенный в соосных отверстиях деталей болт и установленные на нем гайку и шайбу, при этом опорная поверхность шайбы выполнена конической, а опорная поверхность головки болтас коническим поднутрением, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью поньппения усталостной долговечности, опорная поверхность гайки ныполнена с коническим поднутрением, а вершина конуса опорной поверхности шайбы обращена к соединяемой детали.

1490325

Составитель СЛикулина

Техред М.Ходанич Корректор М.йароши

Редактор М.Келемеш

Заказ 3671/37 Тирак 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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