Потайное многорядное соединение деталей Советский патент 1990 года по МПК F16B5/02 

1

(21)4457653/31-27

(22)0.07.88

(46) 23.03.90. Бюл. К 1 1

(71)Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского

(72)Э.Н.Румянцев, В.Н.Стебенев, В.Н.Желдоченко, В.Г.Бабичев

и М.В.Румянцева

(53)621.884(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР У 1418525, кл. F 16 В 5/02, 1987.

(54)ПОТАЙНОЕ МНОГОРЯДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ

(57)Изобретение относится к машиностроению, в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении многорядных средних болтовых потайных соединений. Цель изобретения - увеличение усталостной долговечности соединяемых деталей. Потайное многорядное соединение дета лей содержит устartовлеиные в отверстиях с конической зенковкой соединяемых деталей ряды болтов с гайками и потайными коническими головками. Угол конусности потайной головки болта первого относительно прикладываемой на деталь нагрузки ряда различен по сечению болта. Передняя часть потайной голрвки относительно действующей на болт нагрузки в продольном сечении соединяемых деталей меньше угла конусности отверстия под нее, а задняя часть больше угла конусности зенковки, В поперечном сечении соединяемых деталей угол конусности потайной головки равен углу конусности зенковки отверстия под нее. Соединение позволяет снизить уровень эксплуатационных напряжений смятия, что приведет к повышению усталостной долговечности соединения. 6 ил.

(Л

Изобретение относится к машиностроению, в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении многорядных средних болтовых потайных соединений. Цель изобретения - увеличение усталостной долговечности соединяемых деталей. Потайное многорядное соединение деталей содержит установленные в отверстиях с конической зенковкой соединяемых деталей ряды болтов с гайками и потайными коническими головками. Угол конусности потайной головки болта первого относительно прикладываемой на деталь нагрузки ряда различен по сечению болта. Передняя часть потайной головки относительно действующей на болт нагрузки в продольном сечении соединяемых деталей меньше угла конусности отверстия под нее, а задняя часть больше угла конусности зенковки. В поперечном сечении соединяемых деталей угол конусности потайной головки равен углу конусности зенковки отверстия под нее. Соединение позволяет снизить уровень эксплуатационных напряжений смятия, что приведет к повышению усталостной долговечности соединения. 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении многорядных срезных болтовых потайных соединений.

Цель изобретения - увеличение усталостной долговечности соединяемых деталей.

На фиг. 1 изображена конструкция многорядного потайного соединения деталей, продольное сечение; на фиг. 2- конструкция потайного болта крайнего ряда до его осевой затяжки, узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - конструкция потайного болта крайнего ряда в поперечном сечении соединяемых деталей до осевой затяжки болта, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - конструкция и характер контактного взаимодействия болта и соединяемых деталей в продольном сечении соединяемых деталей после осевой затяжки болта, узел I на фиг.1; на фиг. 5 - конструкция крайнего потайного болта в поперечном сечении деталей после его осевой затяжки, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 6 - конструкция и характер контактного взаимодействия первого ряда потайных болтов после их осевой затяжки и приложения на соединение эксплуатационной нагрузки, узел I на фиг. 1.

сп ел

оо

сп

оо

Многорядное соединение деталей состоит из соединяемых деталей 1 и 2 посредством накладки 3 и потайных болтов 4. Усталостное разрушение соединения происходит по сечениям деталей в месте установки крайних рядов болтов: детали 1 - по сечению А-А, а детали 2 - по сечению Б-Б. Поэтому болты в этих сечениях считаем первыми (относительно прикладываемой на деталь нагрузке) для соответствующих деталей: болты в сечении А-А - для детали 1, а болты в сечении Б-Б - для детали 2. Потайные болты первых рядов имеют цилиндрический стержень 5, резьбовой наконечник 6 и потайную головку 7, установленную в зенковку отверстия 8. Угол зенковки отверстия постоянен, и равен оЈ . Угол зенковки потайной головки в различных сечениях болта различен: передняя часть потайной головки (относительно прикладываемой нагрузки на болт) в продольном сечении соединяемых деталей имеет до осевой затяжки болта угол конусности od r меньше угла конусности зенковки отверстия odj, а задняя часть потайной головки имеет угол конусности сх. больше угла конусности зенковки отверстия . В поперечном сечении соединяемых деталей угол зенковки отверстия oi-a, равен углу конусности потайной головки оСг (фиг. 3). При осевой затяжке болта происходит втягивание потайной головки болта в зенковку отверстия и при высоте потайной головки болта hr, равной глубине зенковки отверстия Ьэ, происходит утопа- ние головки в зенковку заподлицо с поверхностью соединяемых деталей (как для обычных соединений и внутренних рядов болтов). Однако вследствие того, что происходит поворот (изгиб) болта в сторону предстоящего действия нагрузки на соединяемую деталь и на стенках отверстия под болт

возникают технологические напряжения GL направление которых противоположно действию предстоящих эксплуатациПотайное многорядное соединение деталей, содержащее установленные в отверстиях с конической зенковкой соединяемых деталей ряды болтов с гайками и потайными коническими головками, угол конусности потайной головки первого, относительно прикладываемой на соединяемую деталь нагрузки ряда болтов в поперечном сечении соединения равен углу конусности зенковки отверстия, а в продольном сечении соединения меньше угла конусности зенковки отверстия, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения усталостной долговечности соедионных напряжений смятия (фиг. 4). По- няемых деталей, угол конусности заделе приложения на соединение эксплуа- ней, относительно прикладываемой на тационной нагрузки происходит перерас- болт нагрузки части потайной головки пределение контактных напряжений по стенкам отверстия под болт, причем

больше угла конусности зенковки отверстия под нее.

0

5

0

5

0

5

0

45

величина результирующих напряжений смятия меньше на величину предварительно созданных технологических напряжений б А . Т.е. для разрушаемой в этом сечении детали 1 6 кл к GM а Для детали 2 6 ки-5кН, но эта деталь в этом сечении не разрушается. Целесообразно, чтобы после осевой затяжки болта угол конусности передней части потайной головки был меньше угла конусности зенковки под нее, т. е. оЈ гъ oi г (фиг. 4) .

Для типовых авиационных соединений характерно применение болтов из стали ЗОХГСА, ЗОХГСНА, 16ХСН или титановых из ВТ-16 для соединения конструкций из легких дюралевых сплавов типа Д16Т, В95. При типовой высоте потайной головки ,3-0,5d9, где d6 - диаметр болта, обычной 90 или 120 (реже). Для указанных типов соединений и типовых параметрах потайной головки рекомендуются углы конусности головки болта по различным сечениям ot,,- ;oLr eL$ 4-8°, a в поперечном сечении o(r с зТаким образом, предлагаемое многорядное соединение деталей позволяет снизить уровень эксплуатационных напряжений смятия в соединении, что ведет к повышению усталостной долговечности соединения. Формула изобретения

Потайное многорядное соединение деталей, содержащее установленные в отверстиях с конической зенковкой соединяемых деталей ряды болтов с гайками и потайными коническими головками, угол конусности потайной головки первого, относительно прикладываемой на соединяемую деталь нагрузки ряда болтов в поперечном сечении соединения равен углу конусности зенковки отверстия, а в продольном сечении соединения меньше угла конусности зенковки отверстия, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью увеличения усталостной долговечности соеди няемых деталей, угол конусности задней, относительно прикладываемой на болт нагрузки части потайной головки

няемых деталей, угол конусности зад ней, относительно прикладываемой на болт нагрузки части потайной головки

больше угла конусности зенковки отверстия под нее.

Фиг. 2

Фиг.З

/

КЛ

3 ГВ1