Соединения деталей Советский патент 1992 года по МПК F16B5/02 F16B5/04 

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

Известна конструкция срезного болтового соединения типа ухо-вилка (авт.св. № 4428816/27,1988), состоящего из охватываемой и охватывающих проушин и стыкового стяжного болта, установленного внутри пустотелого стакана, причем стяжной болт смещен относительно стакана для создания в нем предварительных изгибных напряжений, противоположных эксплуатационным. Однако, сборка известного технического решения затруднена, поскольку приводит к перекосу гайки относительно стержня болта и возможным технологическим задирам на поверхности соединяемых деталей

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является болтовое соединение (Вопросы оптимизации тонкостенных силовых конструкций:

Сборник научных трудов. Харьков, ХАЙ, 1976, вып.2, с.41-47) которое предполагает создание надежного соединения типа ухо- вилка путем размещения в соединительной пустотелой втулке соединительного болта, который при осевой затяжке создает во втулке предварительные напряжения сжатия, уменьшающие уровень эксплуатационных напряжений изгиба во втулке, способствуя, повышению усталостной долговечности и надежности вильчатого соединения деталей. Однако стяжной болт создает напряжения сжатия равномерно по всей площади поперечною сечения втулки, в то время как при изгибе втулки напряжения изгиба распределяются по сечению втулки неравномерно Это снижает технический эффект известного решения и ограничивает его технологические возможности.

Цель изобретения - повышение надежности соединения

4 Ч

О

Для достижения поставленной цели соединение деталей содержит вилку со сквозными соосными отверстиями в щеках, проушину со сквозным отверстием, размещенную между упомянутыми щеками, и стяжной элемент в виде болта, размещенного во втулке с шайбой и гайкой, причем болт выполнен составным из двух частей и разъемным в продольной плоскости, одна часть болта со стороны вилки выполнена из материала с модулем упругости больше модуля упругости материала другой его части.

На фиг.1 - конструкция и характер эксплуатационного нагружения соединения деталей; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Предлагаемое соединение деталей состоит из проушины 1 со сквозным отверсти- ем, вилки со сквозными соосными отверстиями в щеках 2 и 3, втулки 4, стяжного болта, состоящего из двух частей 5 и 6 и разъемного в продольной плоскости, а также шайбы 7 и гайки 8. Разъем стяжного болта проходит по плоскости, проходящей вдоль оси болта перпендикулярно направлению действующей на соединение эксплуатационной нагрузки Рэ. Часть 5 болта со стороны вилки выполнена из материала с модулем упругости, большим, чем ответная часть 6 болта. Известно, что напряжения в конструкции прямо пропорциональны (при одинаковых деформациях) модулю упругости материала конструкции. Таким образом при одинаковых деформациях стержня болта от действия осевой стяжки деформации втулки со стороны высокомодульной части 5 болта будут больше, нежели со стороны низкомодульной части 6. Во втулке реализуется продольный изгиб, причем напряжения сжатия будут больше со стороны части 5 и меньше со стороны части 6 стяжного болта. В эксплуатации втулка подвергается поперечному изгибу, причем в части втулки, ближней к месту приложения на нее поперечной нагрузки со стороны соединяемых деталей, действуют растягивающие напряжения. Так, например, во втулке, установленной в проушину, растягивающие напряжения реализуются вместе, примыкающей к части 5 болта, как и во втулке, расположенной в вилке. В соединительной втулке в эксплуатации растягивающие напряжения действуют со стороны высокомодульной части соединительного болта. Однако в этой же части втулки действуют наибольшие предварительные напряжения сжатия от осевой стяжки соединительного болта. Это означает, что в условиях эксплуатации снижение суммарного уровня напряжений растяжения при поперечном изгибе втулки будет наибольшим, а технический

эффект разработанного решения по снижению уровня растягивающих напряжений будет также наибольшим. Уменьшение уровня напряжений изгиба приводит к повышению

статической прочности и усталостной долговечности соединительной втулки. Повышение многодетальности соединения за счет разделения соединительного болта приводит к повышению надежности соединения,

0 так как разрушение одной из частей болта не приводит к полной потере несущей способности соединения. Сборка разработанного соединения практически не отличается от сборки базовых соединений со сплош5 ным соединительным болтом по сложности и трудоемкости.

Необходимо отметить, что наибольший технический эффект от разработанного соединения будет в том случае, когда предвари0 тельно созданные напряжения продольного изгиба втулки будут равными эксплуатационным напряжениям поперечного изгиба. В этом случае эксплуатационный изгиб соединительной втулки практически отсутствует.

5 Изобретение рекомендуется для неподвижных и малоподвижных соединений, поскольку для Них характерно фиксированное положение проушины относительно вилки, что позволяет фиксированно располагать и

0 положение соединительного стяжного бол- га так, чтобы плоскость его разделения была перпендикулярна направлению действия нагрузки на соединение. Технологически проще располагать плоскость разделения

5 болта вдоль его продольной оси. Однако, если по условиям достижения максимального технического эффекта необходимо с учетом разномодульности материалов ее смещать, то это необходимо делать. В прак0 тике самолетостроения употребительны вы- сокомодульные стали типа ЗОХГСА, ЗОХГСНА. Для ответной низкомодульной части можно рекомендовать дюралевые сплавы типа Д16Т, В95, При этом соотношение

5 модулей упругости сталей к модулю упругости дюраля 3. Для удобства сборки после изготовления частей болта целесообразно их маркировать.

Предлагаемое соединение повышает

0 надежность путем повышения статической и усталостной прочности соединительной втулки.

Формула изобретения 5 Соединение деталей, содержащее вилку со сквозными соосными отверстиями в щеках, проушину со сквозным отверстием, размещенную между щеками и стяжной элемент в виде болта, размещенного во втулке, с гайкой и шайбой, установленный в сквозных отверстиях щек и проушин, отличающееся тем, что. с целью повышения надежности соединения, болт выполнен составным из двух частей и разьемным в продольной плоскости, причем составная часть болта со стороны вилки выполнена из материала с модулем упругости больше модуля упругости материала другой его части.

Использование для одноболтовых соединений повышенного ресурса Сущность изобретения: в соединении деталей, состоящем из вилки со сквозными отверстиями в щеках, проушины со сквозным отверстием, размещенной между этими щеками, и стяжного элемента, установленного в упомянутых сквозных отверстиях и выполненного в виде болта с шайбой и гайкой, размещенного во втулке, болт выполнен составным из двух частей и разъемным в продольной плоскости, причем составная часть болта со сторон вилки выполнена из материала с модулем упругости больше модуля упругости материала другой его части Использование изобретения позволяет повысить надежность соединения. 2 ил

Y////////7ffi

У/////лШ

О

ттт

о

/