Соединение деталей Советский патент 1989 года по МПК F16B5/02 

фиг.2

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным соединениям деталей.

Цель изобретения - повышение усталостной долговечности.

На фиг.1 изображена конструкция односрезного трехрядного болтового соединения; на фиг.2 - узел I на фиг.1 (конструкции соединения, кре- пежных элементов соединения).

Соединение деталей состоит из соединяемых листов 1 и 2 посредством крепежных элементов: болта 3, гайки 4, шайбы 5. Болт состоит из цилиндри ческого стержня 6 и головки 7 с коническим поднутрением на опорной поверхности 8. Аналогичные по форме поднутрения выполнены на опорной поверхности гайки 9, а шайба 5 вы- полнена с конической опорной поверхностью 10.

Опорные поверхности, гайки и головки болта выполнены с коническим поднутрением, т.е. их конусность направлена в сторону стержня болта. А конусность опорной поверхности шайбы имеет в свободном состоянии встречное направление, т.е. направ- ление от стержня болтй.

Конструкция крепежных элементов на фиг.2 показана при не полностью закрученной гайке При полностью закрученной и протарированной гайке, вследствие податливости болта, соединяемых 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 соединяемому листу имеет неравномерный вид - 6 (фиг.2), причем большие контактные напряжения на границе контактной зоны месте вероятного усталостного разрушения соединения. Выполнение поднутрения изменяет жесткость головки бблта (гайки), увеличивая пружинящий эффект головки (гайки) при осевой затяжке болта. Изменение жесткости приводит к перераспределению эпюры контактных напряжений - 6 , уменьшению величины контактных напряжений на внешней границе контактной зоны.

Q

5 0

5 0

5

5

При передаче сдвиговой нагрузки с детали на деталь происходит изгиб стержня крепежного элемента, прово- роТ его продольной оси в продольной плоскости соединения. Это приводит к значительному увеличению контактных напряжений на внешней границе кон тактной зоны. Для уменьшения этого эффекта, неблагоприятного с точки зрения усталостной долговечности, спрофилирована опорная поверхность шайбы, которая как бы обкатывает поверхность листа при изгибе болта, не увеличивая величину контактных напряжений на границе контактной зоны.

Для самолетостроения характерно применение легких дюралевых сплавов типа Д16Т, В95 - для соединяемых листов и сталей типа ЗОХГСА, ЗОХ ГСНА, 1бХСН - для крепежных элементов (болтов). Для этих сочетаний материалов рекомендуют следующие геометрические параметры крепежного элемента; угол поднутрения головки болта (гайки) cfp 5-10, угол конус- ,ности шайбы 7-15. Целесообразна для повышения эффекта установка конусных шайб и под головку болта.

Изобретение обеспечивает более благоприятное с точки зрения усталостной долговечности и фреттинг- коррозии распределение контактных напряжений на опорной поверхности соединяемых деталей, повьппение пружинящих свойств крепежа, повьш1ение величины осевой стяжки болта, что повышает усталостную долговечность соединения .

Формула изобретения

Соединение деталей, содержащее размещенный в соосных отверстиях деталей болт и установленные на нем гайку и шайбу, при этом опорная поверхность шайбы выполнена конической, а опорная поверхность головки болта - с коническим поднутрением, отличающееся тем, что, с целью повыпения усталостной долговечности, опорная поверхность гайки выполнена с коническим поднутрением, а вершина конуса опорной поверхности шайбы обращена к соединяемой детали.

Изобретение относится к машиностроению, к высокоресурсным соединениям деталей. Цель изобретения - повышение усталостной долговечности соединения. Соединение содержит болт 3, гайку 4 и шайбу 5. Опорная поверхность 8 головки 7 болта выполнена с коническим поднутрением, опорная поверхность 9 гайки также выполнена с коническим поднутрением. Опорная поверхность 10 шайбы выполнена конической, но имеет в свободном состоянии встречное направление конусности. Изменение жесткости головки болта и гайки приводит к перераспределению эпюры контактных напряжений, уменьшению величины контактных напряжений на внешней границе контактной зоны. Уменьшается фреттинг-коррозия. 2 ил.

фиъ. 1