Многорядное соединение деталей

(5)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССРОПИС НИЕ ИЗО ЕТЕНИЯ А К .АВТО МУ СВ ЕЛЬСТВ 2 1(21) 4852140/27 бами. Головки первого отесительно места (22) 10.07,90приложейия нагрузки на сопряженный лист (46)15.08,92, Бюл. ЬЗО . ряда болтов выполнены с двумя диамет- (71) харьковский ацой сиу им, рально противоположными аыпуклымй на- Н. Е, Жуковского клон ными участками на опорной .(72) Э. Н, Румянцев, А, Г, Шаманов, В. Л. Низ- поверхности с увеличивающимся к перифековский и В. Г. Бабичев . рии головки зазором относительно листа и (53) 621-282(088,8). расположенными перпендикулярно этому (56) Авторское свидетельство СССР ряду. Два других диаметрально прфтиаопо- М 1418525, кл. Р 16 В 5/02, 1987. ложных участка опорной поаархностм, рас- (54) МНОГОРЯДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТА- положенных перпендикулярно первым, ЛЕЙ выполнены. с радиальиыми выстутамй со (57) Использование: в машиностроении, в скругленным поперечным сбчениэм. Опор- многорядных срезных болтовых соединени- ные торцы шайб другого крайнего ряда болях, Сущность изобретения: в отверстиях со- тов выполнены аналогичными упомянутым единяемых листов однонаправленно опорным поверхностям головок, 1 з, и. фустановлены ряды болтов с гайками и шай- лы, 5 ил Изобретение относится к машиностроейию и может быть использовано при изготовлении многорядных соединений деталей.Известна конструкция многорядных срезных болтовых соединений. Усталостная долговечность известных соединений вО многом определяется уровнем напряжений смятил по стенкам крайних рядов отверстий под болты, Для снижения нагруженностикрайних рядов болтов применяют уменьшенный диаметр, либо их установку с разреженным шагом, Однако эффективность этих мероприятий мала. Снижения загруженности крайних рядов болтов можно добиться установкой их в пакет деталей под углом к нагрузке, Однако известное соединение тру.-.". доемко при сборке.Наиболее близким к изобретению является соединение деталей, в котором опорная поверхность головки болта выполнена со скосом поверхности по отношение к соединяемой детали, что позволяет при изгибе крепежного элемента уменьшить отпорную реакцию листа и повысить тем самым податливость крайних рядов болтов, Однако и зто соединение ограничено исполЬзованием в болтах потаййых головок, кроме того, оно устраняет натяг по отверстиЮ; чтб снйжает технический эффект соединения по повышению его усталосной долговечности,Цель изобретения - повыаение надежности соединения.,Для достйжения йоставлейной цели многорядное соединение деталей содержит однонаправленно .установленные в отверстиях соединяемых листовряда болтов с размещенными на них шайбами й гайками, при этом два диэметрально расположенных участка опорной поверхности каждой гдлотиооположных участках и расположенных под углом 90 к выпуклым участкам головкиовыполнены радиальные выступы 6 со скругленными поперечным сечением. После осе вой затяжки болтов эпюра константныхнапряжений по опорной поверхности головки болта имеет вид 0, (см. Фиг. 2), а продольная ось болта занимает положение 10Об-Об, После приложения на соединение эксплуатационной нагрузки Рэ происходит изгиб стержня болта и изменение положения головки болта относительно соединяемого листа, при этом зазор между головкой болта и поверхностью детали перед относи тельно места приложения нагрузки на деталь болтом уменьшается, а за болтом увеличивается (см. Фиг, 3). Профилирооание поверхности головки приводит к тому, что при изгибе болта его головка как бы обкатывает поверхность листа, не создавая на граница опорной поверхности больших контактных напряжений о;,; соойственных для прототипа и базооых соединений.25 Для разработанного соединения деталейвеличина пиковых напряжений оД значи- .тельно снижена. Наличие выступов 6 о соединении приводит к тому, что по месту вероятного усталостного разрушения сое динения действуют большие контактные напряжения, своеобразный локальный натяг, который способствует повышению усталастной долговечности за счет создания оста 35 повышению трещиностойкости соединяемых деталей. Выполнение опорной поверхности 40 шение податливости болта приводит к снижению его нагруженности по напряжению смятия по стенке отверстия под болт. 45 50 оки первого, относительно места приложения нагрузки на сопряженный с ней лист ряда болтов, расположенных перпендикулярно упомянутому ряду, выполнены наклонными к аппозитно расположенными участками поверхности соединяемого листа и расположены относительно последних с увеличивающимися к периферии головки зазором, Два других диаметрально расположенныхпод углом 90 к упомянутым участкам участки опорной поверхности каждой упомянутой головки выполнены с радиальными выступами со скругленным поперечным сечением, при этом опорные торцы шайб, размещенных на болтах первого ряда относительно места приложения нагрузки на сопряженный с упомянутыми опорными торцами шайб лист, выполнены аналогично поверхности головок первого, относительно приложения нагрузки на сопряженный с упомянутыми головками лист ряда болтов. При этом образующие выпуклых поверхностей опорных поверхностей опорных тор-.цов головок болтов и шайб прямолинейны о направлении ряда болтов.На фиг. 1 изображена конструкция многорядного срезного болтового соединения деталей; на фиг, 2 - фрагмент конструкции соединения в районе установки крайнего ряда болтов по выноскес фиг, 1 до нагружения соединения; на фиг, 3 - Фрагмент конструкции соединения о районе установ ки крайнего болта после нагружения соединения: на фиг, 4 - конструкция и геометрические параметры головки болта от нагрузки на соединение, вид сбоку; на фиг. 5 - конструкция головки болта, вдоль нагрузки на соединение,Многорядное соединение деталей состоит из соединяемых листов 1, 2, скрепленных несколькими рядами болтов 3, гаек 4 и шайб 5, Усталостное разрушение соединения происходит по сечениям под крайние ряды болтов: листа 1 по сечению А-А, а листа 2 по сечению Б - Б (см. Фиг. 1). Для . снижения нагруженности крайних рядов болтов опорные поверхности (поверхность В) головки первого относительно места" приложения нагрузки на соединяемую деталь ряда болтов выполнены наклонными к оппозитно расположенным участкам поверхности соединяемого листа 1, причем поверхность В расположена к детали 1 с увеличивающимся к периферии головки зазором, Увеличение зазора между головкой 5 болта и соединяемым листом получена за счет выполнения поверхности головки выпуклой, причем образующая выпуклости прямолинейна о направлении первого ряда болтов. На двух других диаметрально проточных сжимающих напряжений,головки болта оыпуклой способствует и повышению податливости стержня болта за счет уменьшения отпорной реакции листа. ПооыНеобходимо отметить, что выполнение профилирования опорной поверхности и расположение выступов необходимо производить для опорной поверхности, которая относительно места приложения на соединяемую деталь является первой, Так, если такой поверхностью окажется опорная пооерхность шайбы (сечение Б-Б соединения), то подобную пооерхность голооки болта по сечению А-А необходимо выполнять для пооерхности шайбы,В самолетостроении нашли широкое применение соединения из легких дюрале оых сплавоо Д 16 Т, В 95 посредством стальных болтов из материала ЗОХГСА, 16 ХСН,3 ОХГСНЛ, Х 18 Н 9 Т. Для таких пар сочетаний материалов можно рекомендовать оыполнениз выступов шириной д 0,3-0,5 диаметра стеРжня болта, профилировать же остальную поверхность необходимо твк, чтобы наибольший угол касательной к выпуклой поверхности составлял не более а3-6.Разработанное соединение позволяет в 1,2-1,4 раза повысить усталостную долговечность соединяемых деталей, Это повысит надежность соединения, либо при заданном уровне надежности повысит срок его службы, что принесет при эксплуатации соединения экономический эффект.ф о р мул а и зоб рете н ия 1. Многорядное соединение деталей, содержащее однонаправленно установленные в отверстиях соединяемых листов ряды болтов с размещенными на них шайбами и гайками, при этом два диаметрально противоположных участка опорной поверхности каждой головки первого относительно места приложения нагрузки на сопряженный с ней лист ряда болтов, расположенных перпендикулярно упомянутому ряду, выполнены наклоннымик оппозитно расположенным участкам поверхности соединяемого листа и расположены относительно последних с увеличивающимся к периферии головки зазором. о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, наклонные участки опорных поверхностей головок выполнены выпуклыми, а два других диаметрально противоположных, расположенных под углом 90 к упомянутым, участка опорной поверхности каждой упомянутой головки выполнены с радиальными выступами со скругленным поперечным сечением, при этом опорные торцы шайб, размещенных на болтах первого ряда относительно места приложений нагрузки на сопряженный с упомянутыми опорными торцами шайб лист, выполнены аналогичными опорным поверхностям головок первого относительно места приложения нагрузки на сопряженный с упомянутыми головками лист ряда болтов.2. Соединение по и, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем; что образующие выпуклых поверхностей опорных торцов головок болтов и шайб прямолинейны в направлении ряда болтов.1754924 Фйг Составитель Э.Н,Румяецев,Редактор М.Циткина Техред М.Моргентал Корректор Л,Лияринц Заказ 2876, . Тираж-.,Подписно ВНИИРИ Государственного комитета по изобретениям и откры 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5