Соединение деталей

%16виационн ов и В.Г,БСССР990. в, А.Г.Шаман идетельство 16 В 5/02, 1 ИЕ ДЕТАЛЕИ ие: в машин троении при ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ С Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении срезных многорядных болтовых соединений.Цель изобретения - повышение надежности соединения путем увеличения его усталостной долговечности,На фиг, 1 дана конструкция и характер эксплуатационного нагружения односрезного болтового соединения, вид с боку; на фиг.2 - узел на фиг. 1 (до нагружения соединения); на фиг, 3 - то же, после нагружения соединения в эксплуатации; на фиг. 4 - расчетная схема изгиба крайнего ряда болтов,Разработанное соединение деталей 1, 2 предлагает их скрепцение болтами 3, установленными в несколько рядов в отверстия соединяемых деталей. Усталостное разрушение соединения происходит по сечениям в районе выполнения первых, относительно места приложения нагрузки на соединяемую дет гль, Так, например, деталь 1 разрушается по сечению А А, д деталь 2 - по(53)5 Г 16 В 5/02 изготовлении многорядных срезных болтовых соединений. Сущность изобретения: соединение деталей содержит установленные в отверстиях соединяемых деталей в несколько рядов крепежные элементы. Крепежные элементы первого относительно места приложения нагрузки на соединяемую деталь ряда установлены под определенным углом в продольной плоскости соединения в сторону, противоположную месту приложения на эту деталь нагрузки. 4 ил. сечению б-Б (фиг. 1). Крайний ряд болтов 4 установлен с наклоном в продольной плоскости соединения в сторону от нагрузки причем угол наклона оси болта равен Ь) (фиг. 2). При нагружении соединения в эксплуатации силой Рэ происходит изгиб болтов, его продольная ось под нагрузкой выравнивается, уменьшается и неравномерность напряжений смятия по стенкам отверстий под крайние болты,Наиболее рациональной величиной наклона болтов до нагружения соединения следует считать такую, при которой после нагружения соединения ось болта занимает перпендикулярное вектору нагружения положение, Обеспечение равномерной эпюры напряжений смятия по месту вероятного усталостного разрушения соединения способствует уменьшению концентрации напряжений на стенке кромке нагруженного болтом отверстия, а техническая эффективность соединения йо критерию(6) 10 М х 1 ББ где дб - диа Угол по грузкой Чб:е С-неизвеиз условия жле детали 2 ЧБ д 16 ЕББ Опре на болт:спределе нагруз ли РГ КБРа(5 нои нагрузи крайний ПРдинении усталостной долговечности будет наибольшей.Представим расчетную схему нагружения крайних болтов в виде балки, защемленной в одной из соединяемых деталей, например 2 (фиг. 4). Тогда балка будет иметь длину д 1, диаметр дб. нагрузку ЧБ, распределенную по длине. Поскольку угол установки крайнего болта мал будем считать, что продольная ось болта после его деформирования прямолинейна Об - Об, Расчет болта ведем от противоположного: предположим, что болт установлен без наклона, тогда посл его нагружения он повернется на уголв сторону нагрузки. Этот угол близок или равен тому, при котором установленный под углом М болт возвращается в перпендикулярное положение.Уравнение упругой оси болта как балки: где М(х) - величина изгибающего момента по длине болта; Еб - нормальный модуль упругости материала болта; 1 б - момент инерции болта относительно поперечной оси,тр болта.рота стержня болта под нэная постоянная. Определимсткого защемления болтае. при х = д 1, ЛР = О. Тогда где Рэ - величина эксплуатэцлон ки нэ соединение: Рг, нагрузка болт: и ч глх 1 рялов болтов в с Кб = 1,1 - 1,2 - коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки крайних болтов по отношению к внутренним, Величина разрушающей нагрузки на соединение для болтовых соединений оп ределяется допустимым уровнем напряжений смятия по стенке отверстия под болт: Рразр. = ОсмдБд 1и,где Осм - допустимые напряжения смятия по стенке отверстия. Для болтовых соединений можно принять осм = оа, где оа - временное сопротивление материала соединяемой детали.Величина эксплуатационной нагрузки на соединение выбирается в долях от разрушающей: Рэ Кэ Рразр (7) Это (снижение) объясняется реализацией необходимого ресурса соединения. Для болтовых соединений можно принять; К, = =0,3-0,4. С учетом выражений (5 - 7) окончательную величину угла установки болтакрайнего ряда можно выразить: 5(8)Т.о. разработанное соединение деталейпо сравнению с прототипом позволит в зависимости от геометрических и механических параметров соединения выявитьрациональный угол установки болта крайнего ряда и обеспечить наибольший технический эффект решения по критериюусталостной долговечности,Разработанное соединение деталей позволит в 1,2-1,4 раза повысить усталостнуюдолговечность болтового соединения, Этоповысит срок службы соединения нэ 5-10 оь,либо его надежность, что принесет при эксплуатации соединения экономический эффект,Формула изобретенияСоединение деталей, содержащее установленные в отверстиях соединяемых деталей ряды крепежных элементов, при этомкрепежные элементы первого ряда относительно места приложения на соединяемуюдеталь нагрузки установлены наклонно впродольной плоскости соединения в сторону, противоположную месту приложения наэту деталь нагрузки, о т л и ч э ю щ е е с я1812348 ФИГ.1 Составитель Э.Румянцевктор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор аз 1566 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 тем, что, с целью повышения срока службы, угол наклона первого ряда крепежных элементов равен(0,33 - 0.48 ) пвбвсйб бгде ов - временное сопротивление материала соединяемой детали по первому относительно места приложения нагрузки на деталь ряду болтов; дб - диаметр болтов крайнего ряда; д 1 - толщина детали по первому относительно места приложения нагрузки на деталь ряду болтов; Еб - нормальный модуль упругости материала болтов первого ряда;б - момент инерции болтов первого ряда относительно поперечной оси.