Болтовое соединение деталей

 

Использование: в машиностроении в срезных болтовых соединениях деталей, Сущность изобретения, болт установлен беззазорно в отверстиях соединяемых де талей В стержне болта выполнена продольная щелевая прорезь, в которой установлена пластина. Пластина выполнена из материала более прочного и твердого , чем материал соединяемых деталей и стержня болта Скругленные в поперечном сечении торцы пластинки выступают из стержня болта, образуя выступы, расположенные в плоскости, перпендикулярной вектору нагрузки на соединяемые детали 3 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s F 16 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4903023/27 (22) 18,01.91 (46) 15.08,92, Бюл, № 30 (71) Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского (72) Э.Н.Румянцев, А.Г.Гребеников, В.Н.Стебенев и B. Г, Бабичев (53) 621.882 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 1508020, кл; F 16 В 5/02, 1987. (54) БОЛТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: в машиностроении в срезных болтовых соединениях деталей, Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении срезных болтовых соединений повышенного ресурса.

Известна конструкция болтовых соединений-см., например, Ярковец А,И., Сироткин О.С. и др . Технология выполнения высокоресурсных заклвпочных и болтовых соединений в конструкциях самолетов, М.:

Машиностроение, 1987, с á., рис,1.1.

Известные соединения состоят из соединяемых деталей и болтов, установленных в отверстиях деталей и затянутых посредством шайб и гаек. Усталостная прочность известных соединений во многом определяется характером посадки болтов в отверстия деталей. Наиболее применяемым и достаточно эффективным является способ повышения усталостной долговечностй соединений посредством установки болтов с натягом. Однако известный способ требу„„Я(./ „„1754927. А1

Сущность изобретения; болт установлен безэазорно в отверстиях соединяемых деталей, В стержне болта выполнена продольная щелевая прорезь, в которой устансвлена пластина. Пластина выполнена иэ материала более прочного и твердого, чем материал соединяемых деталей и стержня болта, Скругленные в поперечном сечении торцы пластинки выступают из стержня болта, образуя выступы, расположенные в плоскости, перпендикулярной вектору нагрузки на соединяемые детали.

3 ил. ет применения энергоемкого оборудования, кроме того, он значительно повышает величину растягивающих напряжений на кромке отверстия, что ограничивает его эффективность. Известна конструкция болтового соединения-см„ например, а.с. ¹- 621905, F 16 В 5/02, 1977, в котором болт имеет овальное поперечное сечение и устанавливается большей осью овала перпендикулярно направлению нагрузки на соединение, Известно болтовое соединение способствует повышению жесткости соединения, однако технически затруднено вследствие значительного превышения размера большей оси овала над диаметром отверстия, кроме того, болтовое соединение негерметично. .Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является болтовое соединение деталей, известное иэ а.с. № 1508020, F 16 В 5/02. 1987 г, (прото1754927 применение известного решения для болтов большого диаметра, изготавливаемых 10 худшие характеристики усталостной проч- . ности, нежели менее прочные, но более пла- 15

25

35 мер, накладками 3, 4, Соединение содержит 45 тип). Известное соединение посредством болта, шайбы и гайки имеет на стержне болта два продольных выступа скругленного профиля в их поперечном сечении и расположенных симметрично продольной оси болта. Выполнение выступов заодно со стержнем ограничивает техпроцесс изгбтовления болта высадкой, что ограничивает точением, кроме того, наличие выступов требует применения для изготовления болтов высокбпрочных материалов, имеющих стичные болты, Цель изобретения — повышение надежности болтового соединения путем увеличения его усталостной прочности, Для достижения поставленной цели болтовое соединение деталей содержит установленный беззазорно в.отверстиях соединяемых деталей в контакте с их поверхностями болт с шайбой и гайкой, при этом болт выполнен с щелевой прорезью от его головки до резьбы, а в прорезь установлена пластина .иэ материала более прочного и твердого, чем материал соединяемых деталей и стержня болта. Ширина пластины выполнена больше диаметра стержня болта и установлена в прорези с образованием выступов ее торцами, причем выступы скруг.ленного поперечного сечения расположены в плоскости, перпендикулярной вектору нагрузки на соединяемые детали, На фиг.1 показана конструкция трехрядного двухсреэного болтового соединения, вид сбоку; на фиг.2 — фрагмент конструкции болтового соединения в районе крайнего ряда соединения, узел на фиг.1; на фиг.3 — поперечное сечение В-В фиг.2.

Разработанное болтовое соединение состоит из соединяемых деталей 1, 2; йаприустановленные в отверстии соединяемых деталей болты 5 с установленными на них в контакте с соединяемыми деталями шайбы

6 и гайки 7. Усталостное разрушение соединяемых деталей происходит fIo сечениям под крайние отверстия под болты. Так, например, деталь 1 разрушается по сечениЮ

A-A, а деталь 2 по сечению Г-Г, Саединительные накладки разрушаются по сечению

Б-Б (фиг.1). В месте усталостного разрушения соединяемых деталей болт имеет продольную прорезь от головки болта до резьбы, в которую устайовлена пластина 3, изготовленная иэ более прочнбгб и твердоr0 материала, чем материал соединяемых деталей и стержня болта. Пластина установлена перпендикулярно вектору нагрузки на соединение Рэ, а ее ширина Впл выполнена больше диаметра болта d6. Выступающие. из болта торцы пластины выполнены скругленного поперечного сечения, Поскольку ширина пластины больше диаметра стержня болта, установленного в отверстие по беэзазорной посадке, то после установки и затяжки болта в месте, выступления пластины на стенке отверстия образуется локальный натяг, а поскольку пластина установлена перпендикулярно вектору нагрузки на соединение, то локальный натяг. образуется в месте вероятного возникновения и развития усталостной трещины.

Болтовое соединение деталей по сравнению с прототипом имеет следующие положительные свойства: а) шире технологические возможности по изготовлению болта, поскольку его можно изготавливать как точением, так и высадкой; б) выше усталостная прочность самого болта, поскольку его можно изготавливать иэ материалов более пластичных, имеющих лучшие характеристики уСталостной проч .ности, не ухудшая при этом качество запрессовки; в) лучше качестро запрессбвки, поскольку пластины можно изготавливать иэ достаточно прочных и твердых материалов. чем соединяемые детали, кроме того, пластина центрирует стержень болта в отверстии, имея воэможность сдвига в своей плоскости, обеспечивая одинаковость натяга по обе стороны болта; г) при использовании болта в крайних . отверстиях многорядного соединения мож0 но снизить его силонагруженность по напряжениям смятйя, поскольку болт имеет большую податливость на срез за счет возможного проскальзывания при сдвиге стержня болта и пластийы.

Указанные положительные свойства в целом обеспечивают большую усталостную долговечность болтового соединения по сравнению с прототипом.

Для самолетостроения характерно при-, 0 менение материалов типа 30ХГСА, ЗОХГСНА, 16ХСН (стали) или титана ВТ-16:для изготовления болтов. Для изготовленияпластин можно рекомендовать стали типа

ШХ. Толщину пластины можно рекомендо-:

5 вать 0,2-0,35 от диаметра болта, Болт для . установки пластийы можно распилить дискбвой фрезой. Для хорошего закручивания: гайки ширину пластины в месте ее располо-жения в резьбе болта необходима взять. меньша диаметра резьбы болта.

1754927

5 н

Наиболее целесообразной областью ми относительно его оси продольными выприменения разработанного решения сле- ступами скругленного поперечного.-.ечения, дует считать соединения с большим диамет- расположенными в плоскости, перпендикуром болтов. лярной вектору нагрузки на соединяемые

Таким образом, разработанное соеди- 5 детали, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью нение позволит повысить усталостную дол- повышения надежности соединения путем говечность соединения. Зто повысит его увеличения его усталостной прочности, оно надежность, что принесет при эксплуатации снабжено пластиной из материала более изделия экономический эффект. прочного и твердого, чем материал соединяФ о р и у л а и 3 о б р е т е н и я " - 10 емых деталей и стержня болта, ширина коБолтовое соединение детэлей, содер - торой больше диаметра стержня болта, при жащее установленный беззазорно в отвер- этом болт выполнен с щелевой прорезью от стиях соединяемых деталей в контакте с их его головки до резьбы, а пластина установповерхностями болт с шайбой и гайкой, при лена в прорези с образованием выступов ее этом болт выполнен с двумя симметричны- 15 торцами, 1754927

Фа8З

Составитель Э. Румянцев

Редактор 8. Трубченко Техред M.Moðãåíòàë Корректор В. Петраш

Заказ 2877 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