Соединение деталей Советский патент 1992 года по МПК F16B5/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к самолетостроению, и может быть использовано при изготовлении многорядных срезных болтовых соединений

Известна конструкция многорядных соединений листовых деталей болтами с потайными головками Усталостная долговечность и статическая прочность известных соединений определяется величиной концентрации напряжений на кромке крайних рядов отверстий под болты

Выполнение гнезда под потайную головку болта значительно ослабляет ппощадь поперечного сечения листа а следовательно статическую прочность, кроме того наличие гнезда способствует повышению концентрации напряжений возле отверстия под

болт а следовательно снижает усталостную долговечность детали

Известна конструкция болтов имеющих на боковой noBef хности потайной головки средство выполнения локального натяга выполненного в виде выпуклости Создание локального натяга способствует повышению усталостной долговечности листа с гнездом

Однако повышение натяга способству етувеличению износа поверхности гнезда снижению его герметичности кроме того локальный натяг не изменяет статическую прочность листа

Наиболее близким по техническому решению и достига мому результату к изобре- тению является соединение деталей которое имеет в отверстии соединяемых де

СО СП

о го талей болт с потайной головкой, выполненной в виде усеченной сферы, причем форма гнезда под головку болта соответствует головке болта,

Однако известное решение также ослабляет площадь поперечного сечения детали, кроме того, увеличение угла сопряжения гнезда с цилиндрическим отверстием повышает концентрацию напряжений в месте вероятного возникновения трещины, что не способствует повышению усталостной долговечности соединений деталей,

Цель изобретения - повышение срока службы соединения деталей при действии на него эксплуатационных нагрузок путем повышения статической прочности и усталостной долговечности.

Для достижения поставленной цели соединение деталей содержит установленный в отверстиях соединяемых деталей болт с потайной головкой, размещенный в ответном по форме гнезде одной из деталей, с установленными на нем шайбой и гайкой. При этом головка болта имеет две пары противолежащих наклонных к его оси участков, расположенных под утлом 90° друг к другу. Участки первой пары головки болта расположены вдоль направления действия эксплуатационной нагрузки и выполнены в виде частей сферической поверхности, а вторая пара участков головки болта выполнена в виде конических поверхностей, при этом расстояние между участками второй пары на торце головки болта в поперечном сечении, относительно нагрузки на соединение, и высота этих участков меньше соответственно расстояния между участками первой пары на упомянутом торце и высоты этих участков.

На фиг.1 представлена конструкции многорядного срезного болтового соединения, вид сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг 2; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.З,

Разработанное соединение деталей 1 и 2 содержит установленные в отверстиях соединяемых деталей болты 3 с установленными на них гайками 4 и шайбами 5. Все болты имеют потайные головки, входящие в соответствующие по форме гнезда под них Усталостное и статическое разрушение соединяемых деталей происходит по крайним рядам отверстий под болты: деталь 1 разрушается по сечению Г-Г, а деталь 2 по сечению Д-Д (фиг.1). Болт в месте разрушения детали (например, по сечению Г-Г) выполнен с потайной головкой, форма которой описывается следующим образом: головка болта имеет две пары противолежащих друг другу участков, причем первая пара, расположенная в продольной плоскости соединения, имеет сферическую опорную поверхность радиуса Rr (поверхность Б), а вторая пара участков головки расположена под углом 90° к первой (в поперечном сечении соединения) и представляет собой коническую поверхность (фиг.4), торец головки болта имеет форму овала, причем расстояние между участками второй пары (кониче0 ские) участков на торце головки и высота этих участков меньше, чем расстояние между первой парой участков головки и высотой этих участков, т.е. hz hi, a 62 Вт,

Соединение деталей при помощи болта,

5 имеющего описанную выше головку по сравнению с известным имеет большую площадь поперечного сечения соединяемой детали по месту разрушения, а- также уменьшена глубина гнезда под головку бол0 та по месту разрушения.

Совокупность свойств 1 и 2 способству- е повышению статической прочности соединяемой детали и усталостной долговечности, поскольку концентрация напряже5 ний и уровень самих растягивающих напряжений на кромке отверстия ниже. Повышение статической прочности и усталостной долговечности соединения приводит к повышению срока службы. Кроме того, соеди0 нение деталей имеет большую сдвиговую жесткость за счет того, что потайная головка болта не дает деталям прокручиваться друг относительно друга. Выполнять гнездо под потайную головку следует профилирован5 ными фрезами, причем глубину гнезда под сферическую часть головки принимают равной hi 0,5-0,6dB, а высоту конического участка болта равной h2 0.1--0,2d5.

Предлагаемое соединение применимо

0 как для однорядных, так и многорядных участков болтов. Для многорядных соединений целесообразно использовать болты с профилированной потайной головкой только для крайних рядов соединения. Соединение

5 на 5-10% повышает статическую прочность и на 20-30% усталостную долговечность соединяемых деталей. Это повышает на 5-8% срок службы соединения деталей и принесет при эксплуатации изделия с соединени0 ем экономический эффект.

Формула изобретения Соединение деталей, содержащее установленный в отверстиях соединяемых деталей болте потайной головкой, размещенной

5 в ответном по форме гнезде одной из деталей с установленными на нем шайбой и гайкой, при этом головка болта имеет две пары противолежащих, наклонных к его оси участков, расположенных под углом 90° друг к другу, причем участки первой пары выполйены в виде частей сферической поверхности, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы при действии эксплуатационных нагрузок путем повышения статической прочности и усталостной долговечности, вторая пара наклонных участков головки болта выполнена в виде частей конической поверхности, при этом расстояние

между участками второй пары на торце головки и высота упомянутых участков меньше соответственно расстояния между участками первой пары на упомянутом торце и высоты этих участков, а первая пара участков головки болта расположена вдоль направления действия эксплуатационной нагрузки.

Изобретение относится к машиностроению и применяется в многорядных срезных болтовых соединениях Сущность изобретения в отверстиях соединяемых деталей установлен болт с потайной головкой, на который навинчена гайка Первая пара противолежащих участков головки болта выполнена в виде частей сферической поверхности и расположена вдоль направления действия эксплуатационной нагрузки Вторая пара противолежащих участков головки расположена под углом 90° к первой и выполнена в виде частей конической поверхности Расстояние между участками второй пары на торце головки и их высота меньше соответственно расстояние между участками первои пары на торце и их высоты 4 ил СО с

ТЯГ

Фиг 3

Фиг 2

Фиг 4