Соединение деталей

 

Изобретение относится к машиностроению и применяется в многорядных срезных болтовых соединениях Сущность изобретения в отверстиях соединяемых деталей установлен болт с потайной головкой, на который навинчена гайка Первая пара противолежащих участков головки болта выполнена в виде частей сферической поверхности и расположена вдоль направления действия эксплуатационной нагрузки Вторая пара противолежащих участков головки расположена под углом 90° к первой и выполнена в виде частей конической поверхности Расстояние между участками второй пары на торце головки и их высота меньше соответственно расстояние между участками первои пары на торце и их высоты 4 ил СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (siis F 16 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ 4

Сд

Ql (с ,Ь3 Ф (21) 4837914/27 (22) 12.06.90 (46) 23.05.92. Бюл. N. 19 (71) Харьковский авиационный институт им.

Н.Е.Жуковского (72) Э.Н.Румянцев, А.Г.Гребеников, А.Г,Шаманов и В, Г. Бабичев (53) 621.882(088.8) (56) Ярковец А.И. и др. Технология выполнения высокоресурсных заклепочных и болтовых соединений в конструкциях самолетов. — M.: Машиностроение, 1987, с. 6, рис. 1.1.б.

Авторское свидетельство СССР

N 649894,,кл. F 16 B 35/04, 1977.

Патент США

¹ 44111111558800, F 16 В 19/04, 1978.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении многорядных срезных болтовых соединений.

Известна конструкция многорядных соединений листовых деталей болтами с потайными головками. Усталостная долговечность и статическая прочность известных соединений определяется величиной концентрации напряжений на кромке крайних рядов отверстий под болты.

Выполнение гнезда под потайную головку болта значительно ослабляет площадь поперечного сечения листа, а следовательно статическую прочность, кроме того, наличие гнезда способствует повышению концентрации напряжений возле отверстия под

„,!Ж„„1735624 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению и применяется в многорядных срезных болтовых соединениях, Сущность изобретения: в отверстиях соедийяемых деталей установлен болт с потайной головкой, на который навинчена гайка. Первая пара противолежащих участков головки болта выполнена в виде частей сферической поверхности и расположена вдоль направления действия эксплуатационной нагрузки. Вторая пара противолежащих участков грловки расположена под углом 90 к первой и выполнена в виде частей конической поверхности. Расстояние между участками второй пары на торце головки и их высота меньше соответственно расстояние между участками первой пары на торце и их высоты. 4 ил. болт, а следовательно снижает усталостную долговечность детали.

Известна констсукция болтов, имеющих на боковой повег хности потайной головки средство выполнения локального натяга. выполненного в виде выпуклости.

Создание локального натяга способствует повышению усталостной <долговечности листа с гнездом.

Однако lloBblLUGHv натяга способствует увеличению износа поверхности гнезда, снижению его герметичности, кроме того, локальный натяг не изменяет статическую прочность листа.

Наиболее близким по техническому решению и достига:мому результату к изобретению является соединение деталей, которое имеет в отверстии соединяемых де1735624 талей болт с потайной головкой, выполненной в виде усеченной сферы, причем форма гнезда под головку болта соответствует головке болта, Однако известное решение также ослабляет площадь поперечного сечения детали, кроме того, увеличение угла сопряжения гнезда с цилиндрическим отверстием повышает концентрацию напряжений в месте вероятного возник: овения трещины, что не способствует повышению усталостной долговечности соединений деталей.

Цель изобретения — повышение срока службы соединения деталей при действии на него эксплуа.гационных нагрузок путем повышения статической прочности и усталостной долго ечности, Для достижения поставленной цели соединение деталей содержит установленный в отверстиях соединяемых деталей болт с потайной головкой, размещенный в ответном по форме гнезде одной из деталей, с установленными на нем шайбой и гайкой.

При этом головка болгга имеет две пары противолежащих наклонных к его оси участков, расположенных под углом 90 друг к другу.

Участки первой пары головки болта расположены вдоль направления действия эксплуатационной нагрузки и выполнены в виде частей сферической поверхности. а вторая пара участков головки болта выполнена в виде конических поверхностей, при этом расстояние между участками второй пары на торце головки болта в поперечном сечении, относительно нагрузки на соединение, и высота этих участков меньше соответственно расстояния между участками первой пары на упомянутом торце и высоты этих участков.

На фиг.1 представлена конструкции многорядного срезного болтового соединения, вид сбоку; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг,3 — сечение Б — Б на фиг 2; на фиг.4 — сечение

 — В на фиг,3, Разрабо анное соединение деталей 1 и

2 содержит установленные в отверстиях соединяемых деталей болты 3 с установленными на них гайками 4 и шайбами 5. Все болты имеют потайные головки, входящие в соответствующие па форме гнезда под них.

Усталостное и сгатическое разрушение соединяемых деталей происходит по крайним рядам отверстий под болты; деталь 1 разрушается по сечению à — Г, а деталь 2 по сечению Д вЂ” Д (фиг.1). Болт в месте разрушения детали (например, по сечению Г-Г) выполнен с потайной головкой, форма которой описывается следующим образом; головка болта имеет две пары противолежащих друг другу участков, причем первая парэ, распо10

55 ложенная в продольной плоскости соединения, имеет сферическую опорную поверхность радиуса Кг (поверхность Б), а вторая пара участков головки расположена под углом 90 к первой (в поперечном сечении соединения) и представляет собой коническую поверхность (фиг,4), торец головки болта имеет форму овала, причем расстояние между участками второй пары (конические) участков на торце головки и высота этих участков меньше, чем расстояние между первой парой участков головки и высотой этих участков, т.е, М < h>, а В < B>, Соединение де алей при помощи болта, имеющего описанную выше головку по сравнению с известным имеет большую площадь поперечного сечения соединяемой детали по месту разрушения, а также уменьшена глубина гнезда под головку болта по месту разрушения, Совокупность свойств 1 и 2 способствуег повышению статической прочности соединяемой детали и усталостной долговечности, поскольку концентрация напряжений и уровень самих растягивающих напряжений на кромке отверстия ниже. Повышение статической прочности и усталостной долговечности соединения приводит к повышению срока службы. Кроме того, соединение деталей имеет большую сдвиговую жесткость за счет того, то потайная головка болта не дает деталям прокручиваться друг относительно друга. Выполнять гнездо под потайную головку следует профилированными фрезами, причем глубину гнезда под сферическую часть головки принимают равной h< = 0,5-0,ббпр, а высоту конического участка болта равной h2 = 0.1--0,2бь.

Предлагаемое соединение применимо как для однорядных, так и многорядных участков болтов. Для многорядных соединений целесообразно использовать болты с профилированной потайной головкой только для крайних рядов соединения, Соединение на 5 — 10 Д повышает статическую прочность и на 20 — 30 усталостную долговечность соединяемых деталей, Это повышает на 5-8 Д срок службы соединения деталей и принесет при эксплуатации изделия с соединением экономический эффект.

Формула изобретения

Соединение деталей, содержащее установленный в отверстиях соединяемых деталей болт с потайной головкой, размещенной в ответном по форме гнезде одной из деталей с установленными на нем шайбой и гайкой, при этом головка болта имеет две пары противолежащих, наклонных к его оси учагтков, расположенных под углом 90 друг к другу, причем участки первой пары выпол1735624 нены в виде частей сферической поверхности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы при действии эксплуатационных нагрузок путем повышения статической прочности и усталостной долговечности, вторая пара наклонных участков головки болта выполнена в виде частей конической поверхности, при этом расстояние между участками второй пары на торце головки и высота упомянутых участков меньше соответственно расстояния между участками первой пары на упомянутом тор5 це и высоты этих участков, а первая пара участков головки болта расположена вдоль направления действия эксплуатационной нагрузки.