SU1756671A1

SU1756671A1 - Method for jointing of parts

Info

Publication number: SU1756671A1
Application number: SU904896374A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Николаевич Румянцев; Александр Григорьевич Шаманов; Геннадий Андреевич Новиков; Владимир Григорьевич Бабичев
Original assignee: Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1992-08-23

Abstract

Использование: в машиностроении в многор дных срезных болговых соединени х деталей. Сущность изобретени : в соедин емых детал х выполн ют по отверстию, эксцентричному-едно другому, а между ними и местом приложени нагрузки на деталь с большим отверстием по одному дополнительному концентричному. Эксцентричные отверсти выполн ют разного диаметра, а межцентровое рассто ние между отверстием меньшего диаметра и дополнительным меньшим, чем межцентровое рассто ние между отверстием большего диаметра и дополнительным отверстием. Втулку выполн ют наружным диаметром, равным диаметру большего отверсти детади, и с эксцентричным отверстием, эксцентриситет которого равен эксцентриситету отверстий соедин емых деталей. Устанавливают в концентричные отверсти болт и зат гивают его гайкой. Затем устанавливают болт в эксцентричные отверсти , устанавливают втулку, поворачивают ее на 180&deg; и зат гивают болт гайкой. 5 ил.Use: in mechanical engineering in multi-cut shear bolt joints of parts. SUMMARY OF THE INVENTION: in the parts to be joined, they are made through an orifice, eccentric to one another, and between them and the place where the load is applied to a part with a large orifice, one additional concentric one. The eccentric holes have a different diameter, and the center-to-center distance between the hole is of smaller diameter and an additional smaller than the center-to-center distance between the hole of larger diameter and additional hole. The sleeve is made with an outer diameter equal to the diameter of the larger hole of the children, and with an eccentric hole, the eccentricity of which is equal to the eccentricity of the holes of the connected parts. Install the bolt into the concentric holes and tighten it with a nut. The bolt is then placed in eccentric holes, the bushing is installed, rotated by 180 ° & and tighten the bolt with the nut. 5 il.

Description

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

Известна конструкци срезных болтовых соединений, которые образуют посредством болтов, гаек и шайб. Усталостна долговечность соединений во многом определ етс уровнем напр жений см ти по стенкам отверстий под болты, а также характером посадки болтов в отверсти . Дл повышени жесткости и надежности болтовых соединений примен ют опрессовочные втулки. Осева ст жка болта в известном соединении способствует упругопластиче- ской опрессовке отверсти под болт, что повышает усталостную долговечность болтового соединени .The design of shear bolted connections, which form by means of bolts, nuts and washers, is known. The fatigue life of the joints is largely determined by the level of stresses on the walls of the bolt holes, as well as the nature of the fit of the bolts in the holes. Compression sleeves are used to increase the rigidity and reliability of bolted joints. Axial bolt tightening in a known joint contributes to elastoplastic crimping of the bolt hole, which increases the fatigue life of the bolted joint.

Однако известное соединение способствует повышению интенсивности фреттинг-коррозии , что ограничивает его техническую эффективность.However, the known compound contributes to the increase in the intensity of fretting corrosion, which limits its technical efficiency.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату вл етс способ получени болтового соединени деталей с несоосными отверсти ми посредством болта, гайки, шайбы и втулки, установленной эксцентричное соединительными отверсти ми исоединительным болтом. Проворачиванием втулки при сборке соединени устран ют возможные перекосы в соединении , вызванные несоосностью отверстий, что повышает удобство монтажа. Однако известный способ не предполагает создание в конструкции полезных технологических напр жений, что ограничивает его эффективность по повышению усталостной долговечности соединени .The closest in technical solution and the achieved result is a method of obtaining a bolted connection of parts with misaligned holes by means of a bolt, nut, washer and sleeve, installed by an eccentric connecting holes and a connecting bolt. Turning the sleeve during assembly of the joint eliminates possible distortions in the joint caused by misalignment of the holes, which increases the ease of installation. However, the known method does not involve the creation of useful technological stresses in the structure, which limits its effectiveness in increasing the fatigue life of the joint.

Цель изобретени - повышение надежности , соединени при действии эксплуатационных сдвигающих нагрузок,The purpose of the invention is to increase reliability, the connection under the action of operational shear loads,

СП SP

ОABOUT

о VJabout vj

Дл достижени поставленной цели способ получени соединени деталей включает операции изготовлени болта, выполнение в каждом из двух соедин емых деталей по отверстию, эксцентричных друг другу, диаметр одного из которых равен диаметру болта, а другое - большего диаметра . Отдельно изготавливают втулку с наружным диаметром, равным диаметру большего отверсти , и с эксцентричным отверстием , равным диаметру болта, и равным эксцентриситету отверстий соедин емых деталей. Кроме того, в соедин емых детал х выполн ют по одному по меньшей мере соосному друг другу дополнительному отверстию между эксцентричными отверсти ми и местом приложени нагрузки на деталь с большим отверстием, в которое устанавливают болт, размещают на нем шайбу и навинчивают гайку до осевой зат жки. Болт, предназначенный дл установки, в эксцентричные отеерсти , выполн ют с посто нным поперечным сечением , отверстие во втулке выполн ют с эксцентриситетом. Отверстие меньшего диаметра vi дополнительное отверстие выполн ют с межцентровым рассто нием меньшим, чем межцентровое рассто ние между отверстием большего диаметра и дополнительным отверстием. Установку болта в эксцентричные отверсти осуществл ют после навинчивани гайки на болт, размещенный в соосных дополнительных отверсти х ,втулкуустанавливают расположением продольной оси ее наружной поверхности за продольной осью отверсти меньшего диаметра относительно места приложени нагрузки на деталь с большим отверстием, а перед установкой шайбы и закруткой гайки болта во втулке, последнюю поворачивают на 180°.In order to achieve this goal, the method of obtaining a joint of parts includes the steps of producing a bolt, making in each of the two connected parts along a hole eccentric to each other, the diameter of one of which is equal to the diameter of the bolt and the other one of a larger diameter. A sleeve is manufactured separately with an outer diameter equal to the diameter of the larger opening, and with an eccentric opening equal to the bolt diameter and equal to the eccentricity of the openings of the parts being joined. In addition, in the parts to be joined, an additional hole between the eccentric holes and the place where the load is applied to the part with a large hole, into which the bolt is installed is aligned at least coaxially with each other, place the washer on it and screw the nut until axially tightened. . The bolt to be installed in eccentric orifices is made with a constant cross section, the hole in the sleeve is made with eccentricity. A hole of a smaller diameter vi. The additional hole is made with a center-to-center distance smaller than the center-to-center distance between the hole of a larger diameter and the additional hole. After bolting the nut onto the bolt placed in coaxial additional holes, the sleeve is installed by placing the longitudinal axis of its outer surface behind the longitudinal axis of the hole with a smaller diameter relative to the location of the load on the large hole, and before installing the washer and tightening the nut bolt in the sleeve, the latter is rotated 180 °.

На фиг. 1 показана конструкци многор дного односредного болтового соединени и характер его эксплуатационного нагружени ; на фиг. 2-4 - узел I на фиг, 1, этапы технологического процесса установки болта крайнего р да соединени ; на фиг. 5 - то же, фрагмент болтового соединени в районе установки болтов крайнего р да и характер напр женного состо ни в детал х при его нагружении.FIG. Figure 1 shows the design of a multibore, single-medium bolted joint and the nature of its operational loading; in fig. 2 to 4, node I in FIG. 1, the steps of the process of installing the bolt of the outermost row of joints; in fig. 5 - the same, a fragment of a bolted joint in the region of the installation of bolts of the extreme row and the nature of the stress state in the parts when it is loaded.

Разбавленный способ получени соединени деталей 1 и 2 заключаетс в выполнении следующих технологических операций. Раздельно изготовл ют соедин емые детали , соединительные болты 3, шайбы 4, гайки 5 и втулки 8. В соедин емых детал х еыпол- и ютне менее одного внутреннего1 соосного (концентричного) отверсти The diluted method for producing a joint of parts 1 and 2 is to perform the following process steps. Assembled parts, connecting bolts 3, washers 4, nuts 5 and sleeves 8 are manufactured separately. In the parts being joined there are no less than one internal 1 coaxial (concentric) hole

Крайние р ды отверстий в соедин емых детал х выполн ют разного диаметра, причем меньшее отверстие, диаметр которого равен диаметру болта ds, выполн ют в детали , дл которой это отверстие относительно места приложени нагрузки на нее вл етс первым, а другое - большего диаметра, равное диаметру втулки, дл ответной присоедин емой детали (отверстие 6, фиг. 2),The extreme rows of holes in the parts being joined are made of different diameters, and a smaller hole, the diameter of which is equal to the bolt diameter ds, is performed in the part for which this hole is relative to the place where the load is applied to it is first, and the other is larger diameter, equal to the diameter of the sleeve for the reciprocal connecting part (hole 6, fig. 2),

причем отверсти разного диаметра выполн ют несоосными, таким образом, чтобы межцентровое рассто ние между отверстием меньшего диаметра и дополнительным соосным отверстием было меньше, нежелиmoreover, the openings of different diameters are made non-coaxial, so that the center-to-center distance between the opening of a smaller diameter and the additional coaxial opening is smaller than

межцентровое рассто ние между большим отверстием li дополнительным, т.е. ti 12; устанавливают в дополнительные соосные отверсти болты 3, устанавливают на Них шайбы 4 и закручивают гайки 5. Устанавливают болты 7 в эксцентричные отверсти , а в большее отверстие - втулку 8, наружный диаметр которой равен диаметру большего отверсти , внутренний диаметр равен диаметру болта, причем внутреннее отверстиеthe center-to-center distance between the large hole li is additional, i.e. ti 12; bolts 3 are installed in additional coaxial holes, washers 4 are mounted on Them and nuts 5 are installed. Bolts 7 are installed in eccentric holes and sleeve 8 is in a larger hole, the outer diameter of which is equal to the diameter of the larger hole, the inner diameter is equal to the diameter of the bolt, and the inner hole is

во втулке выполн ют относительно наружной поверхности с эксцентриситетом, равным смещению меньшего отёерсти относительно большего. Втулку устанавливают таким образом, чтобы ее продольна in the sleeve, they are made relative to the outer surface with an eccentricity equal to the displacement of the smaller surface relative to the larger one. The sleeve is installed in such a way that it is longitudinal

ось наружной поверхности была за продольной осью отверсти малого диаметра относительно места приложени нагрузки на деталь с большим отверстием. После установки втулки ее проворачивают на 180°, совмеща продольную ось наружной поверхности втулки с продольной осью болта . Выравнивание осей отверстий во втулке и меньшим отверстием приводит к по влению в соединении полезных технологических напр жений см ти , действие которых противоположно эксплуатационным от сдвигающей нагрузки Рэ. Поскольку распор крайнего болта втулкой неравномерен по толщине пакета соедин емых деталей, подthe axis of the outer surface was beyond the longitudinal axis of the small-diameter hole relative to where the load was applied to the part with a large hole. After installing the sleeve, it is rotated 180 °, aligning the longitudinal axis of the outer surface of the sleeve with the longitudinal axis of the bolt. The alignment of the axes of the holes in the sleeve and the smaller hole results in the formation of useful process stresses in the joint, the effect of which is opposite to the operating load from the shear load Re. Since the thrust of the extreme bolt to the sleeve is uneven in thickness of the package of parts being joined, under

головкой болта возникают неравномерные напр жени см ти онт. Однако эта неравномерность напр жений противоположна неравномерности контактной нагрузки при изгибе болта от действи сдвигающей силыhead of the bolt appear uneven stresses cm ty ont. However, this non-uniformity of stresses is opposite to the non-uniformity of the contact load during the bending of the bolt due to the shearing force

Рэ. После поворота втулки производ т установку на болт шайбы 10 и гайки 11, производ т осевую ст жку крайних болтов,Re. After turning the sleeve, the washers 10 and the nuts 11 are mounted on the bolt, the extreme bolts are axially tightened,

Усталостное разрушение соедин емых деталей происходит по сечени м отверстийFatigue failure of connected parts occurs through the cross sections of the holes.

под крайние болты. Так, например, деталь 1 разрушаетс по сечению А-А, а деталь 2 - по сечению Б-Б. По вление в месте усталостного разрушени технологических напр жений см ти стК1т приводит к снижениюunder the extreme bolts. So, for example, part 1 is destroyed by section A-A, and part 2 is destroyed by section BB. The appearance in the place of fatigue failure of technological stresses, cm-type CCT leads to a decrease in

уровн силонагруженности крайних болтов в эксплуатации по напр жени м см ти , что обуславливает техническую эффективность предлагаемого способа по сравнению с известным по критерию усталостной долго- вечности.The level of force loading of the extreme bolts in operation at voltage of cm cm, which determines the technical efficiency of the proposed method as compared with the known one according to the criterion of fatigue life.

Внешнюю поверхность втулки целё со- образно выполн ть конической, как и поверхность большего отверсти под втулку. Конусность втулки позвол ет компенсиро- вать возможные технологические отклонени по диаметрам отверсти и втулки/ Эксцентриситет втулки необходимо выбрать такой, чтобы предварительные напр жени см ти были бы равны эксплуатационным (без применени втулки ). В этом случае техническа эффективность разработанного способа будет наибольшей. Материал втулки целесообразно выбирать такой же, как и дл соедини- тельных болтов, например стали ЗОХГСА, ЗОХГСНА, 16ХСН, 40ХНМЮ, характерные дл самолетостроени , Повышение усталостной долговечности соединени приводит к повышению общей надежности болтового соединени , что в услови х эксплуатации принесет экономический эффект.The outer surface of the sleeve is suitably made conical, as is the surface of the larger opening under the sleeve. The taper of the sleeve makes it possible to compensate for possible technological deviations on the diameters of the hole and sleeve. The eccentricity of the sleeve must be chosen so that the preliminary stresses would be equal to the operating voltage (without using the sleeve). In this case, the technical efficiency of the developed method will be greatest. It is advisable to choose the sleeve material the same as for connecting bolts, for example steel ZOHGSA, ZOHGSNA, 16HSN, 40HNMYu, typical for aircraft construction. Increasing the fatigue durability of the joint leads to an increase in the overall reliability of the bolt joint, which will bring an economic effect under operating conditions.

Claims

The invention The method of obtaining a joint of parts, including the manufacture of a bolt, the execution in each of the two connected parts along a hole eccentric to each other, the diameter of one of which is equal to the diameter of the bolt and the other of a larger diameter, the production of a sleeve with an outer diameter equal to the diameter of the larger hole and with an eccentric hole, the diameter of which is equal to the diameter of the bolt, the installation in the bolt hole, the installation on the last and in the part with the hole of the larger diameter of the sleeve, the installation on the bolt washers and screwing the nut into axial tightening is also distinguished by the fact that, in order to increase the reliability of the friction under the action of operating shear loads by fatigue durability of the parts to be connected, in the latter, at least one additional hole interleaved with each other in eccentric with holes and a place of application of a part with a large hole into which the bolt is installed, place a washer on it and screw the nut up to the axial tightening, a bolt designed to be installed in an eccentric The holes are made with a constant cross section, the hole in the sleeve is made with an eccentricity equal to that of the parts to be joined, and the hole of smaller diameter and additional hole is made with a center-to-center distance less than the center-hole distance between the hole of larger diameter and after an additional hole, the bolt is installed in the eccentric holes after the nut is screwed onto the bolt placed in concentric points, the sleeve is installed with a longitudinal cut minutes axis of its outer lateral surface of the longitudinal axis with respect to the smaller diameter holes place on the load application part with a large hole and followed by turning it 180 °.

L i

Htl

L

i l

FIG. /

FIG. 2

HAN- | ijr

Fig4

Fig.Z

Fchg5