БОЛТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
BOLTED JOINT OF PARTS

Настоящее изобретение относится к болтовым соединениям деталей, воспринимающих поперечные нагрузки, когда болты поставлены в отверстия с зазором, определяющим направление возможного перемещения одной детали относительно другой. Болтовые соединения могут применяться в различных областях машиностроения и приборостроения, когда при сборке узлов перед окончательной фиксацией требуется, например, по условию собираемости произвести изменение взаимоположения соединяемых деталей в плоскости стыка. Преимущественная область использования изобретения - изготовления космического аппарата (КА).
Из существующего уровня техники известно болтовое соединение (патент RU №2415311 С2, F16B 5/02, В64С 1/00 16.03.2007), образованное, по меньшей мере, двумя болтами, имеющими коническую конфигурацию, окруженными прорезными гильзами с конической внутренней поверхностью и цилиндрической наружной поверхностью и снабженными на своем тонком конце резьбовой цапфой, а на своем толстом конце - зацепом для гаечного ключа. Каждая резьбовая цапфа взаимодействует с гайкой таким образом, что при затягивании гайки на ушки для болта оказывает воздействие создаваемая указанной гильзой радиальная сила. В отверстия ушек для болтов, имеющие окончательный размер, вставлены эксцентриковые прорезные втулки, при этом указанные отверстия принимают болты, а указанные втулки регулируются посредством поворота таким образом, чтобы оси их внутренних отверстий совпадали, для обеспечения возможности введения создающего соединение болта. Для предотвращения кручения прорезных гильз предусмотрен элемент защиты от кручения, содержащий два кольца, соединенных друг с другом посредством перемычки и имеющих опорные кромки, которые жестко взаимодействуют со спрямлениями, расположенными по бокам гильз.
Недостатком данного технического решения является то, что не предполагается смещение соединяемых деталей, а также не обеспечивается разгрузка болтов от поперечных сил в области стыка перед окончательной фиксацией соединяемых деталей.
Из существующего уровня техники наиболее близким к заявленному решению (прототипом) является болтовое соединение деталей (патент RU №2251031 С2, F16B 5/02 28.04.2003), содержащее болты, которые гладкими участками установлены в отверстия первой детали с зазором, охватываемые отверстиями второй детали, и резьбовые упоры, установленные параллельно плоскости стыка попарно навстречу друг другу с возможностью их размещения в зазорах между поверхностями отверстий и гладкими участками болтов и контакта с гладкими участками болтов. Отверстия в первой и второй деталях охватывают гладкие участки болтов и в сечении выполнены продолговатой формы. Продольные оси отверстий в первой и второй деталях, в пределах каждой из деталей, расположены параллельно друг другу либо соосно, а по отношению к сопрягаемой детали - расположены перпендикулярно друг другу. Резьбовые упоры установлены вдоль продольных осей отверстий.
Недостатком данного технического решения является усложнение сборки содержащих болтовые соединения изделий, за счет необходимости регулировки резьбовых упоров для разгрузки болтов от поперечных сил в заданном направлении.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в упрощении и повышении надежности болтового соединения за счет разгрузки болтов от поперечных сил в заданном направлении путем самоустановки одной детали относительно другой в пределах заданных зазоров, с обеспечением изменения взаимоположения фиксируемых деталей в области стыка перед окончательной фиксацией одной детали относительно другой.
Поставленная задача решается за счет того, что болтовое соединение деталей содержит болты, которые гладкими участками установлены в отверстия первой детали с зазором, охватываемые отверстиями второй детали. Под головку каждого болта, в пазу, организованном в первой детали параллельно плоскости стыка, установлена шайба, отверстие в которой выполнено с эксцентриситетом относительно собственного внешнего диаметра с возможностью ее вращения относительно болта под воздействием стенок паза во время перемещения первой детали, в пределах заданного зазора, определяющего направление перемещения. При этом для обеспечения лучшего контакта шайбы с первой деталью после окончательной фиксации соответствующая плоская поверхность шайбы выполнена рифленой.
На Фиг. 1 представлен общий вид болтового соединения, на Фиг. 2 показано положение шайб.
Детали 1, 2 соединены болтами 3, которые гладкими участками установлены в отверстия первой детали 1 с зазором и охватываемые отверстиями второй детали 2. Отверстия второй детали 2 охватывают гладкие участки болтов и в сечении имеют круглую форму, под головку каждого болта, в пазу, организованном в первой детали 1, параллельно плоскости стыка «Б», установлена шайба 4, отверстие в которой выполнено с эксцентриситетом относительно собственного внешнего диаметра с возможностью ее вращения относительно болта 3 под воздействием стенок паза во время перемещения первой детали 1 в пределах заданного зазора, определяющего направление перемещения «В», при этом для обеспечения лучшего контакта шайбы 4 с первой деталью 1 после окончательной фиксации соответствующая плоская поверхность шайбы 4 выполнена рифленой.
Болтовое соединение работает следующим образом. Детали 1, 2 позиционируют относительно друг друга, а затем производят затяжку болтов 3.
Положительный эффект достигается за счет того, что первая деталь в зазорах имеет возможность изменять взаимоположение относительно второй детали, самостоятельно определяя положение, при котором значения поперечных сил, в заданном положении действующих на болты, минимальные.