Одноболтовое вильчатое соединение деталей Советский патент 1991 года по МПК F16B35/04 

Изобретение относится к машинострое-. нию. в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении болтовых соединений типа ухо-вилка самолетных конструкций.

Цель изобретения - повышение срока службы соединения путем повышения усталостной долговечности.

На фиг.1 показана конструкция вильчатого соединения в его продольном сечении и характер напряженного состояния в соединительной втулке до нагружения соединения эксплуатационной нагрузкой; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - конструкция вильчатого соединения в его продольном сечении и характер напряженного состояния соединительной втулки после нагружения соединения эксплуатационной нагрузкой Рэ.

Соединение деталей содержит вилку с охватываемой проушиной 1, вилку с охватывающей проушиной 2, размещенную в проушинах соединительную втулку 3 с отверстием 4 и расточкой 5, установленный во втулке стяжной болт 6, а также шайбы 7 и гайку 8. Положение продольной оси соединительной втулки (центральной оси симметрии соединения) О1-02.

Положение продольной оси симметрии стяжного болта .

При осевой затяжке стяжного болта в соединительной втулке возникает вследствие несоосности внецентренное сжатие, приводящее к продольному изгибу соединительной втулки моментом Мс. Вызванный момент увеличивает величину напряжений сжатия на одной стороне соединительной втулки и несколько уменьшает величину напряжений сжатия на противоположной стороне (фиг.1).

Ось отверстия 4 соединительной втулки смещена в сторону направления прилагаемой нагрузки (в приведенном примере в сторону охватывающей вилки) на величину Ас. Такое конструктивное решение позволяет по сравнению с прототипом получить следующие преимущества: при одних геометрических, механических и силовых пара- метрах соединения больше снизить величину напряжений растяжения от изгиба в соединительной втулке, а значит и получить большую усталостную долговечность, не увеличивать существенно величину напряжений сжатия от изгиба, а значит не уменьшать статическую прочность соединительной втулки, смещение оси стяжного болта приводит к увеличению момента инерции соединительной втулки, а это позволяет снизить величину напряжений изгиба при работе втулки, так как напряжения изгиба прямо пропорциональны величине изгибающих моментов на втулке и обратно пропорциональны моменту инерции поперечного сечения соедини- тельной втулки. Прирост момента инерции также способствует уменьшению уровня изгибающих напряжений в соединительной втулке и повышению ее усталостной долговечности.

Рациональное смещение Л с необходимо выбирать из условия, чтобы напряжение изгиба от внецентренного сжатия соединительной втулки были близки (или равны) величине изгибающих напряжений, возникающих от эксплуатационного изгиба втулки. Величину Ас можно определить расчетом, исходными параметрами которого являются геометрические параметры соединения, механические характеристики всех его составляющих элементов, величина эксплуатационной нагрузки Рэ соединения и величина осевой затяжки втулки. При рациональном выборе величины смещения стяжного болта величина результирующих напряжений в соединительной втулке после

ее нагружения будет мала или равна нулю.

Изобретение применимо для одноосно нагружаемых проушин пульсирующей нагрузкой (от нуля до Рмакс э). Для подобных соединений в самолетостроении характерно применение высокопрочных сталей типа ЗОХГСА или ЗОХСНА,

Изобретение повышает в 1,2-1,4 раза усталостную долговечность соединительной втулки и всего соединения деталей в целом и, кроме того, по сравнению с прототипом в 1,1-1,3 раза его статическую прочность. Это приведет к повышению статической прочности и ресурса соединения на 8-15%, снижению его веса и повышению общей надежности.

Формула изобретения

Одноболтовое вильчатое соединение деталей, содержащее размещенную в охватываемой и охватывающих проушинах вилок соединительную втулку с концентричной относительна продольной оси отверстия расточкой на внутренней поверхности, длина которой превышает ширину охватываемой проушины, и стяжной болт с шайбами и гайкой, установленный в соединяемой втулке соосно ее отверстию, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы соединения путем повышения усталостной долговечности, отверстие во втулке выполнено эксцентрично относительно ее наружной поверхности, при этом ось отверстия смещена относительно оси соединения в сторону направления прилагаемой нагрузки.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении болтовых соединений типа ухо-вилка. Цель изобретения - повышение срока службы соединения путем повышения усталостной долговечности. Соединение деталей содержит охватываемую 1 и охватывающую проушины, соединительную втулку 3 и стяжной болт 6. При осевой затяжке стяжного болта в соединительной втулке возникает вследствие несоосности внецентренное сжатие. Это приводит к продольному изгибу сое- динительной втулки. Такое соединение позволяет снизить величину напряжений растяжения от изгиба в соединительной втулке, получить большую усталостную долговечность, уменьшить металлоемкость. 3 ил. «fc к

fa

., фие.2 . ,