SU1490325A1

SU1490325A1 - Part coupling

Info

Publication number: SU1490325A1
Application number: SU874315686A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Николаевич Румянцев; Владимир Григорьевич Бабичев
Original assignee: Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1989-06-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, к высокоресурсным соединени м деталей. Цель изобретени - повышение усталостной долговечности соединени . Соединение содержит болт 3, гайку 4 и шайбу 5. Опорна поверхность 8 головки 7 болта выполнена с коническим поднутрением, опорна поверхность 9 гайки также выполнена с коническим поднутрением. Опорна поверхность 10 шайбы выполнена конической, но имеет в свободном состо нии встречное направление конусности. Изменение жесткости головки болта и гайки приводит к перераспределению эпюры контактных напр жений, уменьшению величины контактных напр жений на внешней границе контактной зоны. Уменьшаетс фреттинг-коррози . 2 ил.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to mechanical engineering, to high resource connections of parts. The purpose of the invention is to increase the fatigue life of the compound. The joint contains a bolt 3, a nut 4 and a washer 5. The supporting surface 8 of the head 7 of the bolt is made with a conical undercut, the supporting surface 9 of the nut is also made with a conical undercut. The bearing surface 10 of the washer is made conical, but in the free state it has the opposite direction of taper. A change in the rigidity of the head of the bolt and nut leads to a redistribution of the contact stress diagram, a decrease in the value of contact stresses at the outer boundary of the contact zone. Fretting corrosion is reduced. 2 Il.

Description

фиг.22

Изобретение относитс к машиностроению , к высокоресурсным соединени м деталей.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to mechanical engineering, to high resource connections of parts.

Цель изобретени - повышение усталостной долговечности.The purpose of the invention is to increase fatigue life.

На фиг.1 изображена конструкци односрезного трехр дного болтового соединени ; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (конструкции соединени , кре- пежных элементов соединени ).Fig. 1 shows the construction of a single-cut three-bolt joint; Fig. 2 shows the assembly I in Fig. 1 (the construction of the joint, the fastening elements of the joint).

Соединение деталей состоит из соедин емых листов 1 и 2 посредством крепежных элементов: болта 3, гайки 4, шайбы 5. Болт состоит из цилиндри ческого стержн 6 и головки 7 с коническим поднутрением на опорной поверхности 8. Аналогичные по форме поднутрени выполнены на опорной поверхности гайки 9, а шайба 5 вы- полнена с конической опорной поверхностью 10.The connection of parts consists of joined sheets 1 and 2 by means of fasteners: bolt 3, nut 4, washer 5. The bolt consists of a cylindrical rod 6 and a head 7 with a conical undercut on the supporting surface 8. Similar in shape, the undercut is made on the supporting surface of the nut 9, and the washer 5 is made with a conical bearing surface 10.

Опорные поверхности, гайки и головки болта выполнены с коническим поднутрением, т.е. их конусность направлена в сторону стержн болта. А конусность опорной поверхности шайбы имеет в свободном состо нии встречное направление, т.е. направ- ление от стержн болтй. Bearing surfaces, nuts and bolt heads are made with a conical undercut, i.e. their taper is directed towards the bolt rod. In the free state, the conicity of the bearing surface of the washer is in the opposite direction, i.e. direction from rod bolty.

Конструкци крепежных элементов на фиг.2 показана при не полностью закрученной гайке При полностью закрученной и протарированной гайке, вследствие податливости болта, соедин емых листов, гайки, происходит выбор .зазоров в соединении. При отсутствии спрофилированных опорных поверхностей у болта, гайки и шайбы (плоские опорные поверхности) эпюра кон- тактных давлений по соедин емому листу имеет неравномерный вид - 6 (фиг.2), причем большие контактные напр жени на границе контактной зоны месте веро тного усталостного разрушени соединени . Выполнение поднутрени измен ет жесткость головки бблта (гайки), увеличива пружин щий эффект головки (гайки) при осевой зат жке болта. Изменение жесткости приводит к перераспределению эпюры контактных напр жений - 6 , уменьшению величины контактных напр жений на внешней границе контактной зоны.The design of the fasteners in FIG. 2 is shown when the nut is not completely twisted. When the nut is completely twisted and tared, the gaps in the connection are selected due to the compliance of the bolt, the sheets being joined, the nut. In the absence of profiled bearing surfaces at the bolt, nut and washer (flat support surfaces), the contact pressure profile on the joined sheet has an uneven view - 6 (figure 2), with large contact stresses at the boundary of the contact area at the site of probable fatigue failure compounds. Performing an undercut changes the rigidity of the head of the blt (nut), increasing the spring effect of the head (nut) during axial tightening of the bolt. The change in stiffness leads to the redistribution of the contact stress diagram - 6, to a decrease in the value of contact stress at the outer boundary of the contact zone.

Q Q

5 0 50

5 050

5five

При передаче сдвиговой нагрузки с детали на деталь происходит изгиб стержн крепежного элемента, прово- роТ его продольной оси в продольной плоскости соединени . Это приводит к значительному увеличению контактных напр жений на внешней границе кон тактной зоны. Дл уменьшени этого эффекта, неблагопри тного с точки зрени усталостной долговечности, спрофилирована опорна поверхность шайбы, котора как бы обкатывает поверхность листа при изгибе болта, не увеличива величину контактных напр жений на границе контактной зоны.When a shear load is transferred from the part to the part, the fastening element rod bends, provid- ing its longitudinal axis in the longitudinal plane of the joint. This leads to a significant increase in contact stresses at the outer boundary of the contact zone. To reduce this effect, which is unfavorable from the point of view of fatigue life, the support surface of the washer is shaped, which, as it were, rolls over the sheet surface when the bolt is bent, without increasing the magnitude of the contact stresses at the boundary of the contact zone.

Дл самолетостроени характерно применение легких дюралевых сплавов типа Д16Т, В95 - дл соедин емых листов и сталей типа ЗОХГСА, ЗОХ ГСНА, 1бХСН - дл крепежных элементов (болтов). Дл этих сочетаний материалов рекомендуют следующие геометрические параметры крепежного элемента; угол поднутрени головки болта (гайки) cfp 5-10, угол конус- ,ности шайбы 7-15. Целесообразна дл повышени эффекта установка конусных шайб и под головку болта.For aircraft construction, the use of lightweight duralumin alloys of the type D16T, B95 is typical for joined sheets and steels of the type ZOHGSA, ZOCH GSNA, and 1bCCH for fasteners (bolts). For these combinations of materials, the following geometrical parameters of the fastener are recommended; angle of undercut of the bolt head (nut) cfp 5-10, angle of conicity of the washer 7-15. It is advisable to enhance the installation of conical washers and under the bolt head.

Изобретение обеспечивает более благопри тное с точки зрени усталостной долговечности и фреттинг- коррозии распределение контактных напр жений на опорной поверхности соедин емых деталей, повьппение пружин щих свойств крепежа, повьш1ение величины осевой ст жки болта, что повышает усталостную долговечность соединени .The invention provides a more favorable distribution of contact stresses on the bearing surface of the parts to be connected in terms of fatigue life and fretting corrosion, increasing the spring properties of the fastener, increasing the axial bolt tension, which increases the fatigue life of the joint.

Claims

Invention Formula

Connection of parts containing a bolt placed in coaxial holes of parts and a nut and a washer mounted thereon, wherein the bearing surface of the washer is made conical, and the bearing surface of the bolt head has a conical undercut, characterized in that, in order to increase the fatigue life, the bearing surface the nuts are made with a conical undercut, and the top of the cone of the bearing surface of the washer faces the part to be joined.

fi. one