SU1754925A1 - Болтовое соединение деталей - Google Patents

Abstract

Использование в машиностроении в многор дных болтовых срезных соединени х деталей. Сущность изобретени : в отверсти х соедин емых листов установлены болты с гайками и шайбами.Головки первого относительно места приложени  нагрузки р да болтов выполнены со средствами повышени  податливости в виде системы щелевых прорезей со стороны торца. Прорези ориентированы в направлении р да болтов, а их глубина измен етс  симметрично оси болта в направлении, перпендикул рном направлению р да. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано при изготовлении срезных многор  дных болтовых соединений.

Известные соединени  деталей посредством болтов, шайб и гаек разрушаютс  по сечени м под крайние отверсти  дл  болтов . Усталостна  долговечность известных соединений во многом определ етс  уровнем напр жений см ти  и их неравномерно стью по отверсти м под болты. Неравномерность контактных напр жений по стенке отверсти  и под головкой болть, гайки значительно увеличивает повреждающее действие фреттинг-коррозии. Дл  снижени  нагруженности крайних р дов отверстий примен ют болты уменьшенного диаметра, либо примен ют устройства изменени  их податливости в виде дополнительных отверстий. Однако эффективность известных соединений невысока и ухудшает технологичность сборки и изготовлени  соединени .

Кроме того известно соединение, которое посредством нескольких р дов болтов с

потайными головками имеет устройство повышени  податливости крайних р дов бол- (/} тов, выполненное в виде изменени  угла f конусности потайной головки болта по отно- шению к углу конусности гнезда под нее, Ј Повышение податливости крайних р дов болтов позвол ет снизить их силонагружен- ность и повысить тем самым усталостную долговечность болтового соединени . Одна- %Ч|4 ко разработанное решение применено в ос- СП новном дл  потайных болтов, что значительно ограничивает его технологиче- sQ ские возможности.|

Цель изобретени  - расширение техно- fri логических возможностей путем использо- вани  болтов с различной по высоте и конфигурацией головок.

Дл  достижени  поставленной цели болтовое соединение деталей содержит установленные в отверсти х соедин емых листов р ды болтов с шайбами и гайками, при этом головки первого р да болтов относительно места приложени  на лист нагрузки выполнены со средствами повышени  податливости в виде системы глухих щелевых

прорезей со стороны открытого торца головки болта и ориентированных в направлении р да болтов, причем глубина прорезей измен етс  симметрично оси болта в направлении, перпендикул рном направлению упом нутого р - да болтов. В зависимости от высоты головки болтов глубина прорезей измен ютс  от оси болта к периферии его головки.

На фиг. 1 представлена конструкци  од- ноСрезного многор дного болтового соеди- нени  вид сбоку; на фиг. 2 -узел на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг.

4- узел I на фиг. 1 характер деформировани  и параметров напр женного состо ни 

в районе установки крайнего болта; на фиг.

5- конструктивный вариант выполнени  пропилов на головке крайнего болта.

Болтовое соединение деталей состоит из соедин емых листов 1, 2, нескольких р дов болтов 3, гаек 4 и шайб 5. Место устало- стного разрушени  соедин емых деталей - сечение по первым относительно места приложени  нагрузкам на деталь, р д отверстий под болты. Так, например, деталь 1 разрушаетс  по сечению Б-Б, а деталь 2по сечению В-В. На головке первых р дов болтов выполнена система глухих щелевых прорезей 6, плоскость которых ориентирована в направлении р д болтов и перпендикул рно вектору нагрузки Рэ (см. фиг. 2). При этом глубина прорезей измен етс  симметрично оси болта в направлении р да болтов. При действии на соединение эксплуатационной нагрузки Рэ происходит изгиб и срез болта. Продольна  жесткость стержн  болта приводит к по влению неравномерных контактных напр жений на

стенке отверсти  Оке , а жесткость защемлени  головки болта на стержне приводит к неравномерным контактным напр жени м

под головкой болта Окг (см. фиг. 4). Неравномерность контактных напр жений неблагопри тно сказываетс  на усталостной долговечности соединени . Выполнение глухих прорезей на головке болта позвол ет измен ть жесткость самой головки, что позвол ет измен ть характер контактной нагрузки под головкой болта, прорези измен ют жесткость соединени  головки болта ее стержнем в сторону ее уменьшени , что также способствует снижению неравномерности напр жений см ти  под головкой болта. Прорези способствуют повышению податливости стержн  болта на изгиб, что способствует снижению его на- груженности по напр жени м см ти . В самолетостроении болты имеют различные по высоте головки. Так, например, дл  срезных соединений высота головок минимальна, а

0

5

0 5

0

5

0

5

0

5

дл  соединений фланцевого типа - максимальна . Изменение высоты головок приводит к перераспределению величин напр жений см ти  под головкой болта относительно его оси, Дл  низких4 гаек характерны наибольшие контактные напр жени  вблизи стержн  болта, дл  высоких - на периферии головки. Поэтому систему щелевых прорезей необходимо профилировать по высоте в з&висимости от высоты гайки, Так, например, дл  низких головок болтов (см. фиг. 2) наибольшую глубину прорези и соответственно наибольшую податливость необходимо выполнить возле оси болта. Дл  высоких гаек профилировать глубину прорезей необходимо по обратному закону (см. фиг. 5). Таким образом изменение жесткости головки болта, ее защемлени  относительно стержн  приводит к перераспределению контактных напр жений по стенке отверсти  под болт OK и под головкой болта оЈ (см. фиг. 4). Снижение неравномерности контактных напр жений , вызванное наличием системы прорезей, приводит к повышению усталостной долговечности болтового соединени  с шестигранными (круглыми) головками. Устройство изменени  податливости в виде прорезей возможно примен ть также и на потайных болтах, что значительно расшир ет 7ехнологические возможности разработанного устройства.

Дл  болтовых соединений в самолетостроении характерно применение болтов 06- 12 мм. Дл  этого типоразмера болтов целесообразно выполнение 4-10 прорезей минимальной ширины djj .

Применение разработанного устройства позвол ет снизить силонагруженность болтовых соединений по месту их усталостного разрушени , что повышает их долговечность в 1,1-1,3 раза. Это позвол ет повысить ресурс соединени  на 3-5%, либо снизить их вес, что принесет при эксплуатации издели  экономический эффект. Формула изобретени 

Claims (3)

1. Болтовое соединение деталей, содержащее установленные в отверсти х соедин емых листов р ды болтов с шайбами и гайками, при этом головки первого р да болтов относительно места приложени  на лист нагрузки, расположенные со стороны последнего, выполнены со средствами повышени  податливости, отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей путем использовани  болтов с головками различной по высоте и конфигурации формы, средство повышени  податливости выполнено а виде системы глухих щелевых прорезей со стороны открытого торца головки болта, ориентированных в направлении р да болтов, с глубиной, измен ющейс  симметрично оси болта в направлении , перпендикул рном направлению упом нутого р да болтов.

2. Соединение по п. Ч.отл имеющеес  тем, что на болтах с низкими головками прорези

выполнены с глубиной, увеличивающейс  к оси болта.

3. Соединение по п 1.отличающеес  тем, что на болтах с высокими головками прорези выполнены с глубиной, уменьшающейс  коси болта.

Вид А

фиг. 5

5t

не

1,/A