Соединение деталей Советский патент 1988 года по МПК F16B5/02 

4: 1C

СХ 00 4 4

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным многораз- .рядным соединениям деталей.

Цель изобретения - повышение усталостной долговечности.

На фиг. 1 изображено двухсредное многорядное болтовое соединение с системой дополнительных отверстий, на фиг. 2 - узел I на фиг. 1j на ;фиг. 3 - узел II на фиг. 1. ; Соединение содержит соединяемые ;детали 1-3 и ряды крепежных элемен- тов 4, например болтов с гайками Крепежные элементы установлены в отверстиях соединяемых деталей. Кроме этих отверстий в соединяемых деталях вьшолнены дополнительные отверстия 5 и 6, при этом в отверстиях 5, расра dpj свободного отверстия и величины Ср; перемьики между основными и дополнительными отверстиями. Посте- пенно увеличивая местную жесткость (уменьшая податливость) крепежных .элементов от первого ряда к последующему, можно более благоприятно, с точки зрения усталостной долговечности, перераспредепить нагрузку по рядам соединения.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить концентрацию напряжений в зонах вероятного устапостного разрушения (отверстия под крепежные элементы) не только за счет напряжений 0р; , но и за счет напряжений G

с Mi

Геометрические параметры дополни

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоресурсным многорядным соединениям деталей. Цель - йовьппение усталостной долговечности. Соединение содержит ряды крепежных элементов и дополнительные отверстия в соединяемых деталях. В дополнительных отверстиях, расположенных перед отверстиями под крепежные элементы относительно нагрузки, размещены с радиальным натягом штифты. Дополнительные отверстия, расположенные после отверстий под крепежные элементы, свободны. Диаметры этих отверстий, начиная с первого, уменьшаются. Подбором параметров дополнительных отверстий достигается равномерное распределение нагрузки по рядам крепежных элементов и повышение усталостной долговечности соединения за счет увеличения податли-. вости связей и уменьшения концентрации напряжений в зонах отверстий, 3 ил. (Л

положенных перед отверстиями под кре-jg тельных отверстий выбирают исходя

пежные элементы относительно нагруз- ; ки РЭ размещены с радиальным натя- i гом заподлицо штифты 7, а отверстия

6, расположенные за отверстиями под

из механических характеристик матер ла соединяемых листов и кре пежных элементов.

Для авиационных соединений харак

30

«крепежные элементы, свободны. Диаметр 25 терно применение сплавов типа.ДГбТ каждого следующего за первым нительного отверстия 6 меньше предыдущего

Местом вероятного усталостного разрушения соединения является сечение А-А для детали 1 и 2 и сечение Б-Б для детали 3. Сечение А-А по первому относительно нагрузки Р ряду крепежных элементов для деталей 1 и 2, а сечение Б-Б для детали 3.

Концентрация напряжений на кромке отверстия, определяющая усталостную долговечность соединения, зависит от уровня действующих (обтекающих

35

и крепежных элементов из ЗОХГСА. Ка показали экспериментальные исследования, для Д16Т рациональными параметрами дополнительных отверстий яв ляются dp 0,65-0,85do, Ср 0,1- 0,2 dg, где d (, - диаметр основного отверстия.

Для других пар материалов подобн соотношения можно получить расчетом или экспериментально. Эти соотношения можно использовать для определе ния dp и Ср дополнительных отверстий, заполненных штифтами, и максимального диаметра свободного дополотверстий) нормальных напряжений рас- .Q нительного отверстия (за первым рятяжения ffp; и уровня загруженности крепежного элемента, характеризуемого величиной напряжений смятия , ; по стенкам отверстия. Рационально с точки зрения массовой эффективности проектировать соединение с равной вероятностью усталостного разрушения по всем рядам, т.е. при уменьшении по длине.соединения (от первого ряда к последнему) величины GTp; постепенно увеличивать в том же направлении

б см-, .

Вьтолнение за отверстием под крепежный элемент (практически Со стороны стенки, контактирующей с болтом)

дом отверстий под крепежные эле-мен- ты). Для диаметров других свободных дополнительных отверстий можно использовать соотношение

45

Р

п - 1

п

50

где п - количество рйдов крепежных

элементов в соединении. i - номер ряда крепежного элемента в соединении.

Подбором системы допапнительных отверстий достигается равномерное распределение нагрузки по рядам

55

дополнительного свободного отверстия крепежных элементов и повышение устаискусственно увеличивает податли-лостной долговечности соединения в

вость крепежной связи, причем увели-1,3-1,6 раза. Это позволяет повысить

чение пс5датливости зависит от диамет-ресурс соединения на 6-15%, либо

из механических характеристик материг ла соединяемых листов и кре пежных элементов.

Для авиационных соединений харак

терно применение сплавов типа.ДГбТ

и крепежных элементов из ЗОХГСА. Как показали экспериментальные исследования, для Д16Т рациональными параметрами дополнительных отверстий являются dp 0,65-0,85do, Ср 0,1- 0,2 dg, где d (, - диаметр основного отверстия.

Для других пар материалов подобные соотношения можно получить расчетом или экспериментально. Эти соотношения можно использовать для определения dp и Ср дополнительных отверстий, заполненных штифтами, и максимального диаметра свободного дополнительного отверстия (за первым рядом отверстий под крепежные эле-мен- ты). Для диаметров других свободных дополнительных отверстий можно использовать соотношение

45

Р

п - 1

п

где п - количество рйдов крепежных

элементов в соединении. i - номер ряда крепежного элемента в соединении.

Подбором системы допапнительных отверстий достигается равномерное распределение нагрузки по рядам

уменьшить его вес, что принесет при эксплуатации изделия экономический эффект.

Формула изобретения

Соединение деталей, содержащее ряды крепежных элементов, установленные в отверстиях соединяемых деталей, и дополнительные отверстия, располо- женные перед и после отверстий под крепежные элементы, при этом в дополнительных отверстиях, расположенных перед отверстиями под крепежные элементы относительно нагруэки размещены с радиальным натягом штифты, о т- лич. ающееся тем, что, с целью повьшения усталостной долговечности, диаметр каждого следующего за первым дополнительного отверстия, расположенного за отверстиями под крепежные элементы, меньше предь(цу- щего.

.

Б

./

df dp2