Способ получения соединения трех конструктивных элементов Советский патент 1992 года по МПК F16B5/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении срезных одноболтовых соединений типа ухо-вилка.

Известна конструкция однорядного срезного болтового соединения типа ухо- вилка - см., например, Войт Е.С , Ендогур А.И. и др. Проектирование конструкций самолетов. М.: Машиностроение, 1987, с. 39, рис. 3.2. Известные соединения относятся к особо ответственным и широко применяются в практике машиностроения, в частности самолетостроения, для крепления двигателей, шасси, управления. Статическая и усталостная прочность известных соединений в равной степени определяется статической и усталостной прочностью как самих соединяемых деталей, так и соединительного болта. Изгиб стержня болта при передаче им сдвиговой нагрузки приводит к дополнительному, совместно с затяжкой, растяжению стержня болта, что значительно снижает его усталостную долговечность и приводит к неравномерной контактной нагрузке на стенке отверстия под болт.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является соединение деталей, известное из а.с. № 1508020, кл. F 16 В 5/02, 1987 (прототип). Известное соединение предполагает соединение деталей посредством болта, имеющего средства обеспечения локального натяга в отверстии посредством выполнения на стержне болта продольных скругленных выступов. Однако известное соединение не устраняет неприятных последствий от изгиба стержня болта и служит средством обеспечения усталостной долговечности только соединяемых деталей.

Цель изобретения - повышение надежности соединения.

Для достижения поставленной цели способ получения соединения трех конструктивных элементов включает.изготовление болта с изгибом, соединение конструктивных элементов в пакет, установку в отверстие пакета болта, ориентируя направление прогиба болта в направлении нагрузки на промежуточный конструктивный элемент пакета, установку на болт шайбы и осевую затяжку гайкой.

ы

со

На фиг. 1 показана конструкция соединяемых деталей и соединительных крепежных элементов до сборки соединения; на фиг, 2 - конструкция соединения деталей и параметры напряженного состояния в стержне болта после его установки и осевой затяжки: на фиг. 3 - конструкция болтового соединения и параметры напряженного состояния в стержне болта после нагружения соединения эксплуатационной нагрузкой.

Способ получения соединения трех конструктивных элементов - охватывающих деталей 1, 2 и охватываемой 3, заключается в изготовлении болта 4, стержень которого при изготовлении до закаливания изгибают с прогибом Л Б посреди стержня (фиг.1). В соединяемых деталях предварительно выполняют отверстие под болт, причем диаметр отверстия выполняют меньше диаметра болта для обеспечения натяга болта, после чего соединяемые детали 1, 2, 3 собирают в пакет. В совмещенные отверстия соединяемых деталей устанавливают болт 4, ориентируя прогиб болта Л$ в сторону направления нагрузки на промежуточный элемент пакета, После чего на болт устанавливают шайбу 5 и производят осевую затяжку болта гайкой 6. В собранном соединении болт в отверстии под действием отпорных реакций соединяемых деталей, а также усилий осевой затяжки болта выпрямляется, а в стержне болта возникают предварительные напряжения изгиба С/ИБ {фиг.2), направление которых противоположно направлению изгибных напряжений в стержне болта в условиях эксплуатации. После приложения на соединение эксплуатационной нагрузки Рэ (фиг.З) болт изгибается в сторону нагрузки, а в его стержне возникают напряжения изгиба ТИБ, но, поскольку после сборки соединения в ней действовали

предварительные технологические напряжения изгиба (/ит. то суммарные напряжения будут меньше на величину предвзри э

тельно созданных, т.е.сгив оэиБ - cffig. Т.о. разработанный способ получения

соединения позволяет реализовать в стержне болта полезные напряжения изгиба, которые уменьшают уровень эксплуатационных и способствуют повышению усталостной долговечности и статической

прочности соединительного болта. Величину изгиба болта-целесообразно выбрать такую, чтобы в собранной-ко струкции величина напряжений изгиба была бы равна

эксплуатационным (/ив - В этом

случае суммарная величина напряжений изгиба в стержне болта в условиях нагружения соединения равна или близка к нулю, что обеспечивает наибольшую эффективность решения по повышению его прочности.

Т.е. разработанный способ получения соединения позволяет повысить на 10-15% усталостную долговечность и статическую прочность соединительного блока. Это повышает надежность соединения, либо при

заданном уровне надежности на 5-8% его ресурс, что принесет при эксплуатации изделия с соединением экономический эффект

Фор мула изобретения

Способ получения соединения трех конструктивных элементов, включающий изготовление боло, соединение конструктивных элементов в пакет, установку в отверстис пакета болта, установку на него шайбы и осевую затяжку гайкой, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности соединения при действии эксплуатационных нагрузок путем создания в

болте предварительных технологических напряжений изгиба, болт при изготовлении изгибают, а при установке ориентируют прогибом в направлении нагрузки на промежуточный конструктивный элемент пакеТа.

Использование: в машиностроении в срезных болтовых соединениях типа вилка- ухо. Болт изготавливают изогнутым. Соединяют констуктивные элементы в пакет. При установке в отверстие пакета болта его ориентируют прогибом в направлении нагрузки на промежуточный конструктивный элемент. Устанавливают на болт шайбу и затягивают его гайкой. 3 ил.

Фиг.1

6