Сдвигоустойчивое соединение

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к сдвигоустойчивым болтовым соединениям деталей. Цель изобретения - повышение надежности соединения при знакопеременных нагрузках. Детали 1 и размещенную между ними прокладку 3 скрепляют крепежным элементом 4. Сопряженные поверхности деталей 1 и прокладки 3 выполнены с рифлениями в виде треугольных выступов, расположенных параллельно друг другу и перпендикулярно направлению нагрузки. Вершины выступов смещены от перпендикуляра, проходящего через центр основания. Каждый выступ выполнен симметричным соседнему. Это обеспечивает исключение смещения деталей друг относительно друга. 4 ил.

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s F 16 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

4д

Фиг.1 (21) 4777607/27 (22) 04,01.90 (46) 23.01.92. Бюл. М 3 (71) Государственный проектный институт

"Днепрпроектстальконструкция" (72) И.И,Вишневский, IO.Ñ,Êîñòðèöà, Е,П.Лукьяненко, Ю.Д.Обламиев, Л.М,Рабер, В.А.Сорокин, Л.Д.Халупович и В.А.Шевченко (53) 621.882(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 737546, кл. Е 01 О 7/00, 1977. (54) СДВИГОУСТОЙЧИВОЕ СОЕДИНЕНИЕ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к сдвигоустойчивым болто„„5U„„1707317A1 вым соединениям деталей. Цель изобретения — повышение надежности соединения при знакопеременных нагрузках. Детали 1 и размещенную между ними прокладку 3 скрепляют крепежным элементом 4. Сопряженные поверхности деталей 1 и прокладки

3 выполнены с рифлениями в виде треугольных выступов, расположенных параллельно друг другу и перпендикулярно направлению нагрузки. Вершины выступов смещены от перпендикуляра, проходящего через центр основания. Каждый выступ выполнен симметричным соседнему. Это обеспечивает исключение смещения деталей друг относительно друга. 4 ил.

1707317

Ю -.Э

35

Изобретение относится к области металлостраительства, а именно к болтовым соединениям элементов строи ельных конструкций и машин.

Известны болтовые сдвигоустойчивые (фрикционные) соединения, в которых восп° риятие cgII«I ающи> усилий обеспечивается за счет развития сип трения по специально подготовленным ".,oïðèêàñàþ;öèìñÿ (контактным) пов"рхностям, сжатым болтами, затянутыми на.,екоторые зада ейные начальные усилия

Лучшими с:, 1 а.отся те поверх,;ости, HQ которых полностью удалена прок. тная окалина и обраэована наибогьшая шероховатость, пîoI:.oII..ку эTèм пopерхHосTFIì спответсгвуе» ..аибольшее значение коэффициента трения.

Наибольшая шероховатос1ь достигается при пескос1руйной или дробеструйной обработке соприкасающихся поверхностей. Это тоудоемкий и вредный технологический процесс, причем качество збрэбстанныK поверхностей зависит ol фракции песка и дроби, содержания в песке . линистых частиц, влажности песка и др. укаэанные недос1атки частично устраняют эа с IF 03,lo 1я на отдробеструенных по.ерхностях маломерных элементов, например накладок, клеефрикционного клея, Суть метода состоит в нанесении на очищенные поверхности клея и внедрении до его отверждения зерен абразивного материала до соприкосновения их с поверхностьюю детали. При этом зерна абразивного ма1ериала должны выступать над слоем клея, Основным. недос атком таких поверхнос сй является трудность в обе;.иечен и их требуемого качества, поскольку необх:димы условия для полимеризации I:I ея, обеспечения надлежащей адгезии, условия для своевременного и качественного внедрения зерен абразивного материала Кроме того, метод трудно реализовать я условиях строительной площадки, а реализация его на заводе связана с последующей транспортировкой, при которой возможно нарушение целостности клеефрикционного

СЛОЯ. 1(ÅËOÑTÍOÑòÜ КЛЕЕфР.КЦИОнНО О СЛОЯ так же может быть нарушена при необходимости рассверловки (прочистки) отверстий во время сборки соединений.

Наиболее близким к изобретению является соединение, FI wo opov фрикционные прокладки контактирую-. с; авсрс:;остью стыкуемых элементов, причем площадь каждой фрикционной ирг кл.зд:.I рявн; II oщади накладки, В этом .:.. динени; I H I:,äàÿ фрикционная прокллд .,I с г тороп,i обрщенной к поверхности стыкуемых элементов,имеет шероховатость.

Недостатком известного технического решения является то, что шероховатость поверхностей является случайной. Как показали эксперименты, параметры шероховатости (например, чередование выступов и впадин, высота выступов, их ориентация на плоскости и т.п.) являются важными признаками, влияющими на прочность и надежность соединений. Особенно при действии на соединение знакопеременной нагрузки.

Цель изобретения — повышение надежности соединения при знакопеременных нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что сопряженные с прокладкой поверхности дегалей выполнены с аналогичными рифлениями. Прокладка выполнена из материала с твердостью, большей материала соединяемых деталей, а рифления выполнены в виде треугольных выступов высотой, равной

П,4-0,55 ширины основания, выступы рас положены параллельно друг другу и перпендикулярно направлению приложения нагрузки, вершины этих выступов смещены от перпендикуляра, проходящего через середину основания на величину 0,02-0,2 ширины основания выступов, равного

1,4-2,7 мм, при этом каждый выступ выполнен симметрично соседнему.

На фиг,1-2 изображено предлагаемое соединение, общий вид; на фиг.3- прокладка, продольный разрез; на фиг.4 — узел I на

Фиг.3, Соединение включает стыкуемые листы

i либо внахлест (фиг.1) либо встык, перекры/ ты накладками 2, между контактными поверхностями листов 1 (фиг,1) или листов 1 и накладками 2 (фиг,2) расположена прокладка 3 таким образом, чтобы отверстия в листах

1, накладках 2 и прокладке 3 совпали, В совмещенные отверстия установлены болты

4, затянутые на требуемое усилие, При сжатии болтами 4 выступы 5, выполненные на прокладке 3 (фиг.1 и 2), вдавливаются в контактируюсцие с ними поверхности деталей 1 и 2, Выступы 5 имеют треугольный профиль.

Вершины ориентированных параллельно друг другу выступов 5 (фиг,3) смещены от перпендикуляра, проходящего через середин,. основания каждого выступа 5 на 0,020,2 ширины в основа .ия выступов 5 (фиг.4), При этом каждый из выступов 5 симметричен соседнему.

Боковые поверхности смежных выступов 5 плавно сопряже ы {соединены) друг с другом в основаниях выступов 5 (фиг.3). При

170731 7 док. этом выступы 5 могут быть выполнены симметрично относительно горизонтальной оси

 — В фиксирующего элемента 3 (фиг,3) или смещены на некоторую величину. или расположены в шахматном порядке.

Сопротивление сдвигу листов 1 под действием силы P обеспечивается преимущественно работой на срез вдавленных выступов 5 в результате сжатия болтами.

Симметричное расположение каждого выступа соседнему обеспечивает повышение надежности соединения при действии знакопеременной нагрузки.

Нижний предел величины смещения, равный 0,02 в, выбран из условия достижения минимального эффекта предложенного соединения. Верхний предел величины смещения, равный 0.2 6, выбран из условия достижения максимального эффекта предложенного соединения. увеличение смещения нежелательно из-за повышения сложности изготовления выступов и увеличенных усилий их внедрения в контактирующую поверхность.

На практике необходимо, чтобы твердость выступов, в частности, на промежуточном элементе превышала твердость соединяемых деталей, в оверхность которых должны внедря-ься выступы, не ме .!ее чем на 207ь, Это обусловлено тем, гго при уменьшении твердости детали с выступами внедрение выступов происходит недостаточно. Однако соблюдение этого условия необходимо, но недостаточно. Так, например, если выступы расположены хаотично, то прочность соединения имеет большую дисперсию (коэффициент вариац!.и экспериментальных значений дост)".глет 307 .).

Резкое уменьшение разброса значений прочности соединений достигается в случае, когда выступы расположеиь зеркально по обеим плоскостям прокладки, имеют треугольный профиль высотой, равной 0,4-0,55 ширины основания выступов. Наиболее оптимален шаг и ширина основания выступов в пределах 1,4 — 2,7 мм, угол при вершине в пределах 60 — 90О, причем вершина y) ла должна быть скруглена, например, по радиусам

0,2 — 0,3 мм. Вершины выступов должны

45 быть смещены на 0,02 0,2 ширины основания выступов. Как показали экспеоиiae!!1b!, сочетание укаэанных "!sp-=!1åòðoí способствует наилучшему внедрени!О Bl leT",поя в поверхности деталей и Об !с!.Оч)1)! т н-1)1большую с1атическу!О и цикл.1 скую пп »мостb соедине;.!".и. ) .О..-»ф4!»))ц)!Он. влг! 1ац..li зксперимен i »íà Ie)I)ié ОО,-. "Ос) i) независимо от знака нагрузки ))аходится в пределах 5-7 Д.

При оценке экономической эффект.)яности в качестве базового варианта прп)!Ят широко распространеннь!й вариа:)т устройства соединений, в которых соп тикасающиеся повеpx«oc)и Обработэ !)) металлическими I IpT) Bми. Такая Обрабо)ка поверхностей Обеспечиггет нор)1ат 1)1. О". значение коэфф)1цие)!та тр=)«.Я 0.35. !1О скольку применение прокладок Обеспечивает коэффициент трения l-;e менее 0.50 экОнОмия дост!1гается эа сч. < Окргщ «i 1 количества дефиц)1т)»ых )1) соко ро«.! х болтов. уменьц!ения массы, Осел О, акл Формула изобретения

Сдв!1гоустойчивое соеди с;,«.:, с»»д! г) жащее .îåi,èí eì е детал.; -.,;-э .-; н))ой между ).)!);)1 про;лад).ой. О,)eII, с,: е I.II; пежHb)! зле.1е т.:.; I:1.:I этом с. п; )». ;«»I? e с деталями поверх;,с)и пргклгдк.. в))!!,;,НЕНЫ РИфп-.)-lbl) И, О, Л l1 Ч Э КЭ Щ Е Е Г. 1 )Е!. что, с целью повыше) ия ) -дея нос) и coeI)!1нения l!pvl зндкоплpo:» eí н! „Hdl р",3K )x, прокладка вь!по))ие) г»::э ма i лр11алг Г гяеpдостью, большей -:n,,-; )è и",Ieðèäë; I ",единяе 1ых деталей, сопряжен«ые с прокладкой пОверхности, еталей в,,)г)О )нс ны с аналоги ными рифлениями, которые выполне))ы в видетреугольных выступ )в Bblc->той, ра!»ной»).4-0,55 шири)»ы осно).:..иЯ, расг!сложен).ы", пэраллель»о др, г д," у у ". перпендикулярно направленно приложeния нагрузки, вершины выступов см)»:;е!)ь! от перпендикуляра, проходяще)О icy".э середину основания на вепl1чи !у р, Rèóю

0,02 — 0,2 ширины основания выс)упов, равной 1,4-2,7 мм, при этом каждый выступ выполнен симметрично сосед!»ему.

1707317

Составитель И.Вишневский

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 253 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