SU1712686A1

SU1712686A1 - Method of obtaining multirow connection of parts

Info

Publication number: SU1712686A1
Application number: SU904785439A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Николаевич Румянцев; Александр Григорьевич Шаманов; Александр Егорович Новожилов; Владимир Григорьевич Бабичев
Original assignee: Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, к получению многор дных срезныхболтовых соединений деталей повышенного ресурса. Цель изобретени - повышение надежности соединени путем увеличени усталостной долговечности соедин емых деталей. Между соедин емыми детал ми -1, 2 устанавливают высокопрочную прокладку 4. Прокладку 4 выполн ют с изгибами на участках между крайними р дами отверстий и следующими за ними р дами. Отверсти следующего за крайним р да выполн ют диаметрами, большими диаметров крепежных элементов 3. Это обеспечивает разгрузку крепежных элементов второго р да. 5 ил.The invention relates to mechanical engineering, to the production of multi-cut shear bolt joints of parts of increased resource. The purpose of the invention is to increase the reliability of the joint by increasing the fatigue life of the parts being joined. Between the connected parts -1, 2, a high-strength gasket 4 is installed. The gasket 4 is made with bends in the areas between the outermost rows of holes and the rows following them. The holes next to the end row are made with diameters larger than the diameters of the fasteners 3. This ensures unloading of the fasteners of the second row. 5 il.

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при изготовлении многор дных срезных болтовых соединений повышенного ресурса.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the manufacture of multi-cut shear bolted joints of increased resource.

Известна конструкци многор дных срезных болтовых соединений. Усталостное разрушение известных соединений происходит по крайним р дам отверстий под крепежные элементы. Это объ сн етс высоким уровнем напр жений раст жени в соедин емом листе, а также напр жений см ти по стенкам крайних отверстий под болты. Кроме того, в многор дных соединени х существует неравномерность загрузки по р дам крепежных элементов, повышающа уровень напр жений см ти по крайним отверсти м. Дл уменьшени нагруженности крайних р дов отверстий примен ют ступенчатые или усоаидные соединени . С этой же целью примен ют соединени , имеющие разреженный шаг крепежных элементов крайнего р да или уменьшенный их диаметр. Однако, эффективность известных соединений по критерию усталостной долговечности невысока.The design of multi-shear bolted connections is known. Fatigue destruction of known compounds occurs at the extreme number of holes for fasteners. This is due to the high level of tensile stresses in the sheet being joined, as well as to see the stresses along the walls of the extreme bolt holes. In addition, in multi-connection there is an uneven loading across the rows of fasteners, increasing the level of stresses see through the extreme openings. To reduce the loading of the extreme rows of openings, stepwise or slower joints are used. For the same purpose, connections are used that have a sparse pitch of fasteners of the extreme row or a reduced diameter thereof. However, the effectiveness of known compounds by the criterion of fatigue life is low.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату вл етс техническое решение по авт. св. 1208335. Известное соединение состоит из соедин емых листов, нескольких р дов крепежных элементов (болтов), а также высокопрочной прокладки, располагаемой между соедин емыми детал ми и имеющими в районе крайних р дов болтов предварительный изгиб. После ст жки соединени происходит распор крайних р дов болтов в направлении предсто щего действи эксплуатационной нагрузки, снижение суммарного уровни напр жений см ти по стенкам крайних р дов отверстий и повышение усталостной долговечности соедин емых деталей. Однако, распор крайних р дов болтов производитс за счет не благопри тной догрузки второго и последующих р дов болтов и догрузки участка листа за первым р дом болтов, что может привести к созданию новой зоны возможного усталостного разрушени и ограничивает эффективность известного соединени деталей по критерию ус.талостной долговечности.The closest technical solution and the achieved result is the technical solution for aut. St. 1208335. The known joint consists of joined sheets, several rows of fasteners (bolts), and also a high-strength gasket placed between the parts to be joined and having a preliminary bend in the region of the extreme rows of bolts. After tightening the joint, the end rows of bolts are extended in the direction of the expected effect of the operating load, the total stress levels are reduced to see along the walls of the end rows of holes, and the fatigue life of the parts to be joined is increased. However, the extreme rows of bolts are thawed due to the unfavorable reloading of the second and subsequent bolts and reloading of the sheet area behind the first row of bolts, which can lead to the creation of a new zone of possible fatigue failure and limits the effectiveness of the known joint of parts according to the us criterion. toughness durability.

Цель изобретени - повышение надежности соединени путем увеличени усталостной долговечности соедин емых деталей. The purpose of the invention is to increase the reliability of the joint by increasing the fatigue life of the parts being joined.

Дл достижени поставленной цели способ выполнени многор дного соединени деталей включает в себ изготовление деталей с р дами отверстий, крепежных элементов и прокладки с аналогичными р дами отверстий, причем прокладка имеет изгибы между крайними р дами отверстий и следующими за ними р дами, соединений деталей прокладки между ними в пакет, установку крепежных элементов и их зат жку. Диаметры отверстий в прокладке в р ду, следующему за крайним р дом отверстий, выполн ют больше диаметров крепежных элементов этого р да.In order to achieve this goal, a method for making multi-part connection of parts includes the manufacture of parts with rows of holes, fasteners and gaskets with similar rows of holes, and the gasket has bends between the outermost rows of holes and the subsequent rows of gasket connections between them in the package, the installation of fasteners and tighten them. The diameters of the holes in the gasket in the row following the extreme row of holes are larger than the diameters of the fasteners of this row.

На фиг. 1 показана конструкци многор дного срезного болтового соединени до осевой зат жки крепежных элементов; на фиг. 2 - фрагмент I (на фиг. 1) конструкци этого же соединени на фиг. 1); на фиг. 3 конструкци и характер напр женного состо ни в зоне крайних р дов болтов после их осевой зат жки. На фиг. 4 - конструкци и параметры напр жейного состо ни в зат нутом соединении после приложени эксплуатационной нагрузки РЭ; на фиг. 5 фрагмент II на фиг. 4 (конструкци соединени в районе установки следующего за крайним р да крепежных элементов).FIG. Figure 1 shows the construction of a multi-shear bolted joint before axial tightening of fasteners; in fig. 2 is a fragment I (in FIG. 1) of the construction of the same compound in FIG. one); in fig. 3 structures and the nature of the stress state in the zone of the extreme rows of bolts after their axial tightening. FIG. 4 shows the design and parameters of the stress state in a tightened joint after application of the operating load of the operating element; in fig. 5, fragment II in FIG. 4 (connection structure in the area of installation following the extreme range of fasteners).

Разработанный способ выполнени многор дного соединени деталей i, 2 посредством нескольких р дов крепежных элементов, например болтов 3, состоит в размещении между соедин емыми детал ми высокоп рочной прокладки 4 (фиг. 1), имеющей между крайними р дами отверстий под болты предварительный изгиб. После осевой зат жки болтов посредством шайб и гаек происходит распор высокопрочной прокладки в направлении предсто щего действи на крайний р д болтов эксплуатационной нагрузки. В зат нутом соединении по крайним р дам отверстий под болты по вл ютс предварительные напр жени The developed method of making multi-joint connection of parts i, 2 by means of several rows of fasteners, for example bolts 3, consists of placing a high-strength gasket 4 (Fig. 1) between the connected parts, having a preliminary bend between the extreme rows of bolt holes. After axial tightening of bolts by means of washers and nuts, a high-strength gasket spreads out in the direction of the effect on the extreme range of bolts of the operating load. In the tightened connection, prestressing voltage appears along the extreme rows of bolt holes.

см ти ОСМ.А и ОСМ.Б. Усталостное разрушение приведенной конструкции происходит по .крайним р дам отверстий под болты: листа 1 по сечению А-А, а листа 2 по сечению Б-Б. Болты, установленные в этих сечени х вл ютс относительно приложенной нагрузки на деталь первыми. Распорна прокладка имеет диаметр следующего за первыми р дами отверстий 5 больше диаметра устанавливаемых в них болтов, т.е. с1п2 с1Б2 (фиг. 2). Это приводит ктому, что при осевой зат жке соединени распор, крайних р доь болтов производитс не за счет догрузки второго р да болтов и участка листа между первым и вторым р дами болтов , а последующих внутренних р дов. Т.е. на отверстии второго р да болтов нет напр жений см ти , догружающих его в услови х эксплуатации.cm ti OS.A and OS.B. The fatigue destruction of the above construction takes place along the outermost row of bolt holes: sheet 1 along section AA, and sheet 2 along section BB. The bolts installed in these sections are first with respect to the applied load on the part. The gasket has a diameter of the holes 5 that follow the first rows and is larger than the diameter of the bolts installed in them, i.e. с1п2 с1Б2 (Fig. 2). This leads to the fact that during axial tightening of the joint, the thrust bolts, extreme bolts, are not produced by loading the second row of bolts and the sheet area between the first and second rows of bolts, but subsequent internal rows. Those. on the second p-hole of the bolts, there are no stressings that can be reloaded under operating conditions.

После приложени эксплуатационной нагрузки на соединение Рэ происходит перераспределение нагрузки по р дам болтов таким образом, что суммарный уровень на пр жений см ти по стенкам отверстий под крайние р ды болтов будет меньше на величину предварительно созданныхAfter application of the operational load on the connection Re, the load is redistributed over the bolt rows in such a way that the total level of the splices see along the walls of the holes for the extreme bolt rows will be less by the amount of previously created

С7ш.А1 ОСМ.А - ОСМ.А , OCM.BI .Б .БС7ш.А1 ОСМ.А - ОСМ.А, OCM.BI .Б .Б .Б

(1)(one)

Необходимо отметить, что разгрузка первых р дов отверстий в одной соедин емой детали приводит к догрузке ответной присоедин емой детали по этому же сечению . Однако, поскольку болты в этом сечении дл ответного листа вл ютс относительно нагрузки последними, то это не опасно в усталостном отношении, поскольку детали в этом месте не разрушают-. с .It should be noted that the unloading of the first rows of holes in one joined part leads to additional loading of the mating part to be joined along the same section. However, since the bolts in this section for the response sheet are relative to the load last, it is not dangerous in terms of fatigue, since the parts in this place do not break. with .

Полученное данным способом многор дное соединение деталей по сравнению с прототипом не создает опасной с точки зрени усталостной долгов.ечности зоны разрушени в районе установки второго р да болтов. Это обсто тельство способствует повышению усталостной долговечности разработанного соединени по сравнению с прототипом.The multiple connection of parts obtained by this method as compared with the prototype does not create a dangerous from the point of view of the fatigue durability of the damage zone in the area of installation of the second row of bolts. This circumstance contributes to an increase in the fatigue life of the developed compound in comparison with the prototype.

I Разработанный способ выполнени соединени применим дл соединений с числом р дов более трех. Наиболее рациональной величиной распора болтов следует считатьI The developed method for making a compound is applicable to compounds with more than three rows. The most rational value of bolts thrust should be considered

такую, при которой OCM.I , в этом случае величина результирующих напр жений см ти по стенкам крайних р дов отверстий близка к нулю, а усталостна долговечность присоедин емой детали близка или равна усталостной дйлговечности пластины с заполненным ненагруженным отверстием. . Дл выполнени услови .1 О необходи-. МО, чтобы распор крайнего р да былone in which OCM.I is, in this case, the magnitude of the resultant stress on the walls of the extreme rows of holes is close to zero, and the fatigue durability of the part being attached is close to or equal to the fatigue diameter of the plate with the filled non-loaded hole. . To fulfill the condition .1 MO, to thwart extreme p yes was

AT Сб -Рэ.(2)AT Sat-Re. (2)

где AT - величина технологического распора болтов;where AT - the value of the technological thrust bolts;

СБ- податливость на срез крайнего р да болтов;SAT is a cut-off ability for extreme bolts;

РЭ - величина эксплуатационной нагрузки на крайний болт соединени .EI is the value of the operational load on the extreme bolt of the joint.

При этом, величина диаметра второго р да отверстий в прокладке должна бытьAt the same time, the diameter of the second row of holes in the gasket should be

+ 2 AT(3) , + 2 AT (3),

В самолетостроении нашли широкое применение соединени листов из материала Д16Т, В95 болтами из стали ЗОХГСА. ЗОХГСНА, 16ХСН. Распорную прокладку целесообразно изготавливать из тех же материалов , что и болты, а дл этих сочетаний материалов диаметр второго р да отверстий в прокладке должен быть dn2 1,2-1,3 d52. Разработанный способ выполнени соединени деталей по сравнению с прототипом повысит усталостную долговечность соединени в 1,2-1,4 раза. Это повысит ресурс соединени на 5-8%, либо снизит его вес, что принесет при эксплуатации издели экономический эффект.In aircraft manufacturing, the joining of sheets made of material D16T, B95 with bolts made of ZOHGSA steel was widely used. ZOHGSNA, 16HSN. It is advisable to make the spacer gasket of the same materials as the bolts, and for these combinations of materials the diameter of the second row of holes in the gasket should be dn2 1.2-1.3 d52. The developed method of joining parts in comparison with the prototype will increase the fatigue life of the joint by 1.2-1.4 times. This will increase the life of the compound by 5-8%, or reduce its weight, which will bring an economic effect when using the product.

Claims

Formula of gain

The method of obtaining multi-component connection of parts, in which parts are made with a series of holes, fasteners, gasket with similar rows

holes and with bends in the areas between the outermost rows of holes and the holes that follow them, connect the parts and the gasket between them into a package, fix the fastening elements in the holes

package and tighten them, characterized in that, in order to increase the reliability of the connection by increasing the fatigue life of the parts being connected, the diameters of the gasket holes in the row following the extreme number of holes are larger than the diameters of the fastening elements.

fts.g