Соединения деталей

 

Использование для одноболтовых соединений повышенного ресурса Сущность изобретения: в соединении деталей, состоящем из вилки со сквозными отверстиями в щеках, проушины со сквозным отверстием, размещенной между этими щеками, и стяжного элемента, установленного в упомянутых сквозных отверстиях и выполненного в виде болта с шайбой и гайкой, размещенного во втулке, болт выполнен составным из двух частей и разъемным в продольной плоскости , причем составная часть болта со сторон вилки выполнена из материала с модулем упругости больше модуля упругости материала другой его части Использование изобретения позволяет повысить надежность соединения. 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 16 В 5/02, 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 - „ :,гД ,,-. yg) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\ (21) 4868569/27 (22) 25.09.90 (46) 07.11.92. Бюл. ¹ 41 (71) Харьковский авиационный институт им.Н. Е»Жуковского (72) 3.Н.Румянцев, А,Г,Шаманов, А.Е,Новожилов и B.Ã.Áàáè÷åâ (56) Вопросы оптимизации тонкостенных силовых конструкций: Тематический сборник научных трудов/ Под ред. Ф,Г»Ясинского. вып,2, Харьков, ХАИ, 1976, с.43. (54) СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ

{57) Использование: для одноболтовых соединений повышенного ресурса, Сущность

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении срезных болтовых соединений типа ухо-вилка.

Известна конструкция срезного болтового соединения типа ухо-вилка (авт,св. №

4428816/27, 1988), состоя щего из охвэтываемой и охватывающих проушин и стыкового стяжного болта, установленного внутри пустотелого стакана, причем стяжной болт смещен относительно стакана для создания е нем предварительных изгибных напряжений, противоположных эксплуатационным.

Однако, сборка известного технического решения затруднена, поскольку приводит к перекосу гайки относительно стержня болта и возможным технологическим задирам на поверхности соединяемых деталей, Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является болтовое соединение (Вопросы оптимизации тонкостенных силовых конструкций:,, ЯХ«1774081 А1 изобретения: в соединении деталей, состоящем из вилки со сквозными отверстиями в щеках, проушины со сквозным отверстием, размещенной между этими щеками, и стяжного элемента, установленного в упомянутых сквозных отверстиях и выполненного в виде болта с шайбой и гайкой, размещенного во втулке, болт выполнен составным из двух частей и разъемным в продольной плоскости, причем составная часть болта со сторон вилки выполнена из материала с модулем упругости больше модуля упругости материала другой его части. Использование изобретения позволяет повысить надежность соединения. 2 ил.

Сборник научных трудов. Харьков, ХАИ, 1976, вып.2, с.41 — 47) которое предполагает создание надежного соединения типа уховилка путем размещения в соединительной пустотелой втулке соединительного болта, который при осевой затяжке создает во втулке предварительные напряжения сжатия, уменьшающие уровень эксплуатационных напряжений изгиба во втулке, способствуя, повышению усталостной долговечности и надежности вил ьчатого соединения деталей. Однако стяжной болт создает напряжения сжатия равномерно по всей площади поперечного сечения втулки, в то время как при изгибе втулки напряжения изгиба распределяются по сечению втулки неравномерно, Это снижает технический эффект известного решения и ограничивает его технологические возможности.

Цель изобретения — повышение надежности соединения.

1774081

50 надежность путем повышения статической . и усталостной прочности соединительной втулки.

Для достижения поставленной цели соединение деталей содержит вилку со сквозными соосными отверстиями в щеках, проушину со сквозным отверстием, размещенную между упомянутыми щеками, и 5 стяжной элемент в виде болта. размещенного во втулке. с шайбой и гайкой, причем болт выполнен составным из двух частей и рэзьемным в продольной плоскости, одна часть болта со стороны вилки выполнена из мате- 1 риала с модулем упругости больше модуля упругости материала другой его части.

На фиг.1 — конструкция и характер эксплуатационного нэгружения соединения деталей; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1. 1

Предлагаемое соединение деталей состоит из проушины 1 со сквозным отверстием, вилки со сквозными соосными отверстиями в щеках 2 и 3, втулки 4, стяжного болта, состоящего из двух частей 5 и б и разъемного в продольной плоскости, а также шайбы 7 и гайки 8. Разъем стяжного болта проходит по плоскости, проходящей вдоль оси болта перпендикулярно направлению действующей на соединение эксплу- 2 атационной нагрузки Рэ. Часть 5 болта со стороны вилки выполнена из материала с модулем упругости, большим, чем ответная часть 6 болта. Известно, что напряжения в конструкции прямо пропорциональны (при одинаковых деформациях) модулю упругости материала конструкции. Таким образом при одинаковых деформациях стержня болта от действи осевой стяжки деформации втулки со стороны высокомодульной части 5 болта будут больше, нежели со стороны низl комодульной части б. Во втулке реализуется продольный изгиб, прйчем напряжения сжатия будут больше со стороны части 5 и меньше со стороны части 6 стяжного болта, 4

B эксплуатации втулка подвергается поперечному изгибу, причем в части втулки, ближней к месту приложения на нее поперечной нагрузки со стороны соединяемых деталей, действуют растягивающие напря- 4 жения. Так, например, во втулке, установленной в проушину. растягивающие напряжения реализуются в месте, примыкающей к части 5 болта, как и во втулке, расположенной в вилке. В соединительной втулке в эксплуатации растягивающие напряжения действуют со стороны высокомодульной части соединительного болта, Однако в этой же части втулки действуют наибольшие предварительные напря>кения сжатия от осевой стяжки соединител ьного болта. Это означает, что в условиях эксплуатации снижение суммарного уровня напряжений растяжения при поперечном изгибе втулки будет наибольшим, а технический эффект разработанного решения по снижению уровня растягивающих напряжений будет также наибольшим. Уменьшение уровня напряжений изгиба приводит к повышению статической прочности и усталостной долговечности соединительной втулки. Повышение многодетальности соединения за счет разделения соединительного болта приводит к повышению надежности соединения, так как разрушение одной из частей болта не приводит к полной потере несущей спо-. собности соединения. Сборка разработанного соединения практически не отличается от сборки базовых соединений со сплошным соединительным болтом по сложности и трудоемкости.

Необходимо отметить, что наибольший технический эффект от разработанного соединения будет в том случае, когда предварительно созданные напряжения продольного изгиба втулки будут равными эксплуатационным напряжениям поперечного изгиба. В этом случае эксплуатационный изгиб соединительной втулки практически отсутствует.

Изобретение рекомендуется для неподвижных и малоподвижных соединений, поскольку для Них характерно фиксированное положение проушины относительно вилки, что позволяет фиксированно располагать и положение соединительного стяжного болта так, чтобы плоскость его разделения была перпендикулярна направлению действия нагрузки на соединение. Технологически проще располагать плоскость разделения болта вдоль его продольной оси. Однако, если по условиям достижения максимального технического эффекта необходимо с учетом разномодульности материалов ее смещать, то это необходимо делать, В практике самолетостроения употребительны высокомодульные стали типа ЗОХГСА, ЗОХГСНА; Для ответной низкомодульной части можно рекомендовать дюралевые сплавы типа Д16Т, В95, При этом соотношение модулей упругости сталей к модулю упругости дюраля 3. Для удобства сборки после изготовления частей болта целесообразно их маркировать, Предлагаемое соединение повышает

Формула изобретения

Соединение деталей, содержащее вилку со сквозными соосными отверстиями в щеках, проушину со сквозным отверстием, размещенную между щеками и стяжной элемент в виде болта, размещенного во втулке, с гайкой и шайбой, установленный в сквоз1774081

Составитель 3. Румянцев

Редактор Н. Трубинина Техред М.Моргентал Корректор М, Керецман

Заказ 3915 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 ных отверстиях щек и проушин, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности соединения, болт выполнен составным из двух частей и разьемным в продольной плоскости, причем составная часть болта со стороны вилки выполнена из материала с модулем упругости больше модуля упругости материала другой его части.