Болтовое соединение деталей

 

Использование в машиностроении в многорядных болтовых срезных соединениях деталей. Сущность изобретения: в отверстиях соединяемых листов установлены болты с гайками и шайбами.Головки первого относительно места приложения нагрузки ряда болтов выполнены со средствами повышения податливости в виде системы щелевых прорезей со стороны торца. Прорези ориентированы в направлении ряда болтов, а их глубина изменяется симметрично оси болта в направлении, перпендикулярном направлению ряда. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

г .. Ж „1754925 Al

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s F 16 В 5 /02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) БОЛТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование. в машиностроении в

1 (2 1) 4854713/27 (22) 26.07.90 (46) 15.08.92.Бюл. N- 30 (71) Харьковский авиационный институт им, Н. Е. Жуковского (72) Э. Н, Румянцев, А. Г. Шаманов; В. Л. Низковский и 8. Г, Бабичев (53) 621.882(08&.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1418525, кл. F 16 В 5/02, 1987. многорядных болтовых срезных соединениях деталей. Сущность изобретения . в отверстиях соединяемых листов установлены болты с гайками и шайбами, Головки перво- го относйтельно места прйьлчоженигя йагрузки ряда болтов выполнены со средствами повышения податтлгивоетиг в виде системы щелевых прорезей со стороны торца. Прорези ориентированы в направлении ряда болтов, а их глубина изменяется симметрично оси болта в направлении, перпендикулярном направлению ряда. 2 з. и, ф-лы, 5 ил

Изобретение относится к машиностров- . потайными головками имеет устройство по- нию и может быть использовано при изго- вышения податливости крайних рядов бол- (fl товлении среэных многорядных болтовых . тов, выполненное в аиде изменения угласоединений.: .. :: . конусности потайной головки болта по отноИэвестныесоединениядеталейпосред- шению к yrny конусности ríåýäà под нее, ф ством болтов; шайб и гаек разрушаются по Повышение податливости крайних рядов сечениям под.крайние отверстия для бол- болтовпозволяетснизитьихсилонагружентов. Уствлостная долгбввчность известных ность и повысить тем самым усталостную соединений во многом определяется уров- долговечностьболтовогосоединения.Одна- Ч нем напряжений смятия и их неравномерно-: .ко разработанное решенйе применено в ос- Ql стью по отверстиям под болты.. новном для потайных болтов, что ф, Неравномерность контактных напряженйй значительно ограничйвает его технологиче- К ) по стенке отверстия и под головкой болта,: ские возможности. гайки значительно увеличивает повреждаю-: . -. Цепь изобретения - расширение техно- г тг шее действие фреттингкоррозии. Дпя сни-::. логических возможностей путем испопьзожения нагруженности крайних рядов ванна болтов с различной по высоте и отверстий применяют болты уменьшенного конфигурацией головок.

-а диаметра, либо прйменяют устройства из- . Для достижения поставленной цели менения их податливости в виде дополни- болтовое соединение деталей содержит устельных отверстий. Однако эффективность тановленные в отверстиях соединяемых листов ряды болтов с шайбами и гайками, при этом головки первого ряда болтов относиизвестных соединений невысока и ухудшает технологичность сборки и изготовления соединения. тельно места приложения на лист нагрузки

Кроме того известно соединение. кото- выполнены со средствами повышения порое посредством нескольких рядов болтов с датливости в виде системы глухих щелевых

1754925 прорезей со стороны открытого торца головки болта и ориентированных в направлении ряда болтов, причем глубина прорезей изменяется симметрично оси болта в направлении, перпендикулярном направлению упомянутого ря- 5 да болтов. В зависимости от высоты головки болтов глубина прорезей изменяются от оси болта к периферии его головки.

На фиг. 1 представлена конструкция односрезного многорядного болтового соеди10 нения вид сбоку; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — вид по стрелке А на фйг. 2; на фиг.

4 — узел i на фиг. 1 характер деформирования и параметров напряженного состояния в районе установки крайнего болта; на фиг. 15

5 — конструктивный вариант выполнения - " пропилов на головке крайнего болта, Болтовое соединение деталей состоит из соединяемых листов 1, 2, нескольких рядов болтов 3, гаек 4 и шайб 5. Место устало20 стного разрушения соединяемых деталей— сечение по первым относйтельно места приложения нагрузкам на деталь, ряд отверстий под болты, Так, например, деталь 1 разрушается rIo сечению Б-Б, а деталь 2—

25 по сечению B-B, Ха головке первых рядов болтов выполнена система глухих щелевых прорезей 6, плоскость которых ориентирована в направлении ряда болтов и перпендикулярно вектору нагрузки Рэ (см. фиг. 2). 30

При этом глубина прорезей изменяется симметрично оси болта в направленйи ряда болтов. При действии на соединение эксплуатационной нагрузки Рэ происходит изгиб и срез болта. Продольная жесткость стержня болта приводит к появлению неравномерных контактных напряжений на стенке отверстия 4с, а жесткость защем- . — ления головки болта на стержйе приводит к неравномерным контактным напряжениям 40 под головкой болта с4 (см. фиг. 4). Неравномерность контактных напряжений неблагоприятно сказывается на усталостной долговечйости соединения. Выполнение 45 глухих прорезей на головке болта позволяет изменять жесткость самой головки, что позволяет изменять характер контактной на грузки под головкой болта, прорези изменяют жесткость соединения головки 50 болта ее стержнем в сторону ее уменьшения, что также способствует снижению неравйомерности напряжений смятия под головкой болта, Прорези способствуют повышению податливости стержня болта на 55 изгиб, что способствует снижению его нагруженности fIo найряжениям смятия, В самолетостроении болты имеют различные по высоте головки. Так, например, для среэных соединений высота головок минимальна, а для соединений фланцевого типа максимальна. Изменение высоты голОвок приводит к перераспределению валичин напряжений смятия под головкой болта. относительно его оси, Для низких гаек характерны наибольшие контактные напряжения вблизи стержня болта, для высоких- на периферии головки, Поэтому систему щелевых прорезей необходимо профилировать по высоте в зависимости от высоты гайки.

Так, например, для,низких головок болтов, (см. фиг. 2) наибольшую глубину прорези и соответственно наибольшую податливость необходимо выполнить возле оси болта. Для высоких"гаек профилировать глубину прорезей необходимо по обратному закону (см, фиг. 5). Таким образом изменение жесткости головки болта, ее эащемления относительно стержня приводит к перераспределению контактных напряжений по стенке отверстия под болт—

tP и под головкой болта юг (см, фиг. 4).

Снижение неравномерности контактных напряжений, вызванное наличием системы прорезей, приводит к повышению усталостной долговечности болтового соединения с шестигранными (круглыми) головками. Устройство изменения податливости в виде прорезей возможно применять также и на

lloTGAKblx CoJlTBx, что значительно расширяет -ехнологические возможности разработанного устройства..

Для болтовых соединений в самолетостроении характерно применение болтов 06-.

12 мм. Для этого типоразмера болтов целесообразно выполнение 4 — 10 прорезей минимальной ширины д .

Применение разработанного устройст--, ва позволяет снизить силонагруженность болтовых соединений по месту их устааостного разрушения, что повышает IIx долговечность в 1,1-1,3 раза. Это позволяет повысить ресурс соединения на 3-5 g„либо снизить их вес, что принесет при эксплуатации изделия экономический эффект.

Формула изобретения

1. Болтовое соединение деталей, содержащее установленные в отверстиях соединяемых листов ряды болтов с шайбами и гайками, при этом головки первого ряда болтов относительно места приложения на лист нагрузки, расположенные со стороны последнего, выполнены со средствами по - . вышения податливости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем использования болтов с головками различной по высоте и конфигурации формы, средство повышения податливости выполнено в виде системы глу5 175492.5 е. хих щелевых прорезей со стороны открыто- выполнены с глубиной, увеличивающейся к го торца головки болта. ориентированных в оси болта. направлении ряда болтов, с глубиной, изменяющейся симметрично оси болта в направ- 3. Соединение по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я лении, перпендикулярном направлению 5 тем, что на болтах с высокими головками прореупомянутого ряда болтов. зи выполнены с глубиной, уменьшающейся коси

2. Соединение по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я болта. тем, что на болтах с низкими головками прорези

Ф

Оег р Oir

Фцп

Составитель Э.H.Ðóìÿéöåâ

Редактор 8.8.Фельдман Техред M,Ìîðãåíòýë Корректор Л.Ливрииц

Заказ 2876 .. Тираж . Оодпасное

8НЙИПИ Государствейного комитета оо изобретениям и отарытиям при ГКНТ СССР

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

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