Крепежный элемент Советский патент 1992 года по МПК B23P11/02 F16B35/00 

ФигЛ

Изобретение относится к конструкции крепежного элемента и используется в авиастроении при сборке элементов, не допускающих ударных нагрузок и имеющих односторонний доступ.

Известен крепежный элемент, содержащий головку, посадочную и резьбовую части, отрывную шейку и резьбовой технологический хвостовик.

Однако этот крепежный элемент невозможно использовать для соедихения деталей, имеющих односторонний подход, так как сам крепежный элемент устанавливают с одной стороны деталей, а усилие его затягивания прикладывают с другой. Использование в ряде случаев в качестве крепежных элементов заклепок ограничено материалом деталей, не допускающих ударных нагрузок.

Наиболее близким к предлагаемому является крепежный элемент, содержащий стержень в виде цилиндрического сердечника с головкой на одном конце и последовательно сопряженных с другим его концом элемента осевой фиксации (в виде резьбы), отрывной шейки и хвостовика, а также фиксирующее Средство, включающее размещенный на сердечнике промежуточный элемент, и два замыкающих торцовых элемента, расположенных по его концам, при этом один замыкающий торцовый элемент расположен под головкой стержня, которая выполнена диаметром не большим наружного диаметра промежуточного элемента фиксирующего средства.

Однако этот крепежный элемент не обеспечивает жесткого силового замыкания деталей в осевом направлении (т.е. соединения деталей за один установ крепежного элемента), и как следствие не обеспечивает надежности и простоты соединения.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение соединения деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в к репежмом элементе, содержащем стержень а виде цилиндрического сердечника с переходной частью на одном конце, сопряженной с головкой, и последовательно со- пряхсенных с другим его концом элемента осевой фиксации, отрывной шейки и технологического хвостовика, а также установленное на стержне под его головкой фиксирующее средство, наружный диаметр которого не менее диаметра упомянутой головки, выполненное с фланцем на противоположном головке торце, элемент осевой фиксации выполнен в виде шейки и замыкающей головки, расположенных соответственно со стороны сердечника и отрывной

шейки стержня, а фиксирующее средство выполнено в виде стакана с дном с размещенными в нем по меньшей мере одним промежуточным кольцом и внутренним

кольцом, при этом фланец расположен на торце стакана, имеющем дно, в котором выполнено отверстие под шейку стержня, по меньшей мере три сквозных прорези с выходом в упомянутое отверстие и расположенные между ними упругие лепестки, при этом отверстие ограничено торцами лепестков, при свободном состоянии которых его диаметр равен диаметру шейки стержня, На фиг.1 изображена предлагаемая

конструкция крепежного элемента; на фиг.2 - соединение после приложения нагрузок; на фиг.2 - вид А на фиг.2.

Крепежный элемент состоит из стержня 1 в виде цилиндрического сердечника с переходной частью на одном конце, сопряженной с головкой 2. Стержень 1 имеет элемент осевой фиксации выполненный в виде шейки 3 и замыкающей головки 4. Замыкающая головка 4 через отрывную шейку

5 связана с технологическим хвостовиком 6. Фиксирующее средство стержня 1 выполнено в виде внутреннего кольца 7, по меньшей мере одного промежуточного кольца 8, которые размещены в стакане 9. Фланец расположен на торце стакана, имеющем дно, в котором выполнено отверстие под шейку стержня, по меньшей мере три сквозных прорези 10с выходом в упомянутое отверстие и расположенные между ними упругие

лепестки. Отверстие ограничено торцами лепестков, при свободном состоянии которых его диаметр равен диаметру шейки стержня. На поверхность замыкающего стакана 9 и внутреннего кольца 7 нанесен слой

специального уплотняющего материала, например герметика 11 в виде клееобразной жидкости, пасты или пленки,

Устанавливают предлагаемый крепеж- ный элемент в отверстие соединяемых деталей следующим образом.

На сердечник 1 надевают внутреннее кольцо 7, затем сердечник 1 с кольцом 7 вставляют в промежуточное кольцо 8, кото- рое вставляют в стакан 9. Собранный крепежный элемент устанавливают в отверстие соединяемых деталей, При этом установку производят головкой 2 вперед, т.е. с той стороны, с которой в дальнейшем будет происходить затягивание крепежного элемента. Это позволяет производить установку крепежного элемента в таких элементах конструкций, в которых имеется только односторонний подход. После установки кре- пежного элемента в отверстие соединяемых

деталей прикладывают нагрузку Р к торцу стакана 9, а к хвостовику 6 - нагрузку Р противоположного направления. При этом внутреннее кольцо 7, промежуточное кольцо 8 и стакан 9 начинают впрессовываться друг в друга, образуя посадку крепежного элемента в отверстии с необходимым натягом, которым можно предварительно задаться. Внутреннее кольцо 7 своей верхней частью упирается в торец замыкающего ста- кана, а нижней частью, упираясь в головку 2, под действием приложенной силы развальцовывается. Торец стакана 9 под действием упругих сил и при наличии в нем прорезей 10 пропускают через свое отвер- стие с лепестком замыкакэщую головку 4 и сжимается на шейке 3. В этот момент достигается предельное усилие и хвостовик 6 отрывается в месте отрывной шейки 5. С целью обеспечения герметичности соеди- нения на поверхность стакана 9 и внутреннего кольца 7 наносят слой специального уплотнительного материала например герметика 11, в виде клееобразной жидкости, пасты или пленки.

Пример. Предлагаемый способ постановки крепежных элементов сравнивался со способом-прототипом. Крепежный элемент устанавливали в пакет деталей из алюминиевого сплава Д16Т. толщиной 10 мм, с диаметром отверстия 6Н10 и шероховатостью поверхности 3 и 2. Сердечник 1, был изготовлен из стали ЗОХГСА, термообрабо- тан. Детали 7-9 были изготовлены из материала В65, термообработаны. Все детали 1, 7, 8, 9 были изготовлены с допусками по Н7 и г 6 и шероховатостью поверхности 0,8. После приложения усилия Р к торцу стакана 9 к хвостовику 6 произвели соединение пакета с отрывом хвостовика 6, которое по- казало, за счет общего допуска натяга произведено соединение с заранее известным натягом, где плотность заполнения отверстия можно предварительно рассчитывать За счет деталей 1, 7, 8, 9. В данном случае было произведено соединение близкое к Н7

посадке

U8

В данном случае, учитывая

особенности шероховатости сопрягаемых

поверхностей, отверстия пакета 3 и 2 замыкающего стакана 9, происходит внедрение одной поверхности в другую, что способствует дополнительному сопротивлению совместно с поз. 1, 2, 4, 9 произведенного соединения на растяжение по оси соединения.

Н7

Наличие натяга в данном случае тш в

ио

соединении за счет телескопического соединения с заранее известным натягом позволяет рассчитывать необходимое соединение на срез и выполнять это соединение в труднодоступных с односторонним подходом местах конструкций,обеспечивая при этом повышение надежности крепления деталей с упрощением их соединения. Формула изобретения Крепежный элемент, содержащий стержень в виде цилиндрического сердечника с переходной частью на одном конце, сопряженной с головкой, и последовательно сопряженных с другим его концом элемента осевой фиксации, отрывной шейки и технологического хвостовика, а также установленное на стержне под его головкой фиксирующее средство, наружный диаметр которого не менее диаметра упомянутой головки, выполненное с фланцем на противоположном головке торце, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения соединения деталей, элемент осевой фиксации выполнен в виде шейки и замыкающей головки, расположенных соответственно со стороны сердеч- ника и отрывной шейки стержня, а фиксирующее средство выполнено в виде стакана с дном с размещенными в нем по меньшей мере одним промежуточным кольцом и внутренним кольцом, при этом фланец расположен на торце стакана, имеющем дно, в котором выполнено отверстие под шейку стержня, по меньшей мере три сквозных прорези с выходом в упомянутое отверстие и расположенные между ними упругие лепестки, при этом отверстие ограничено торцами лепестков, при свободном состоянии которых его диаметр равен диаметру шейки стержня,

I

Bad A

Использование: преимущественно в авиастроении в соединениях с односторонним доступом с постановкой крепежного элемента с натягом. Сущность изобретения: стержень 1 крепежного элемента выполнен с переходной частью, сопряженной с головкой 2, а также с шейкой 3, замыкающей головкой 4, отрывной шейкой 5 и хвостовиком 6. На стержень надет стакан 9, в котором размещены промежуточное 8 и внутреннее 7 кольца. Стакан 9 выполнен с фланцем со стороны дна. В дне стакана выполнено отверстие под шейку стержня, три прорези и расположенные между ними лепестки. 3 ил.

Фиг. 2 ч

Фиг.З