Болт для соединения деталей
BOLT FOR CONNECTING PARTS

Изобретение относится к конструированию крепежных деталей в машиностроении, преимущественно в авиастроении и турбомашиностроении.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбран болт, состоящий из цилиндрического стержня с резьбой, отрывной головки, основной головки с кольцевой проточкой, выполненной со стороны отрывной головки, промежуточного элемента в виде усеченного конуса, меньшим диаметром расположенным внутри кольцевой проточки, и соединяющего отрывную головку с отрывной головкой (см. патент ЕР 1004719 А2, F16B 23/00, F16B 41/00, Е04В 2/96, 17.11.1999).
Основными недостатками такого технического решения являются возможность разрушения болта по резьбе в случае неточного его изготовления, извлечение болта при разборке соединенных им деталей только разрушающим методом, например, высверливанием, и неровная наружная поверхность в месте установки болта, то есть наличие на наружной поверхности канавки и места разрушения промежуточного элемента болта.
Задачей предлагаемого изобретения исключение описаных выше недостатков.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является гарантированное разрушение болта при сборке по минимальному диаметру промежуточного элемента с обеспечением требуемого усилия затяжки, возможность обеспечения ровной (без выступов и канавок) поверхности собираемых деталей в месте установки болта, а также обеспечить возможность вывернуть болт при разборке соединенных им деталей, что обеспечивает удобство сборки/разборки соединяемых деталей и обеспечить требуемые характеристики их наружных поверхностей в целом.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что болт для соединения деталей состоит из цилиндрического стержня с резьбой, отрывной головки, основной головки с кольцевой проточкой, выполненной со стороны отрывной головки, промежуточного элемента в виде усеченного конуса, меньшим диаметром расположенным внутри кольцевой проточки, и соединяющего отрывную головку с основной головкой, при этом в цилиндрическом стержне выполнено глухое профилированное отверстие для извлечения болта, расположенное на торце стержня, при этом кольцевая проточка выполнена под покрытие, глубина которой не меньше толщины покрытия, а минимальный диаметр промежуточного элемента, не превышает 4/5 минимального диаметра резьбы.
Кроме того, глухое профилированное отверстие выполнено в виде многогранника.
Наличие на торце цилиндрического стержня глухого профилированного отверстия позволяет выкрутить болт при разборке, что обеспечивает удобство сборки/разборки соединяемых деталей в целом.
Выполнение кольцевой проточки под покрытие глубиной большей, чем толщина покрытия позволяет при нанесении покрытия заполнить его веществом канавку и обеспечить ровную поверхность соединяемых деталей в данном месте, что обеспечивает удобство сборки/разборки соединяемых деталей, а при условии последующего нанесения на них покрытия, позволяет обеспечить требуемые характеристики их наружных поверхностей. Это необходимо в случае обтекания данных деталей жидкостью или газом в работе, чтобы создавать меньше сопротивления течению.
Выполнение минимального диаметра промежуточного элемента, не превышающим 4/5 минимального диаметра резьбы, обеспечивает гарантированное разрушение болта при сборке по минимальному диаметру промежуточного элемента, расположенному в проточке, и требуемое усилие затяжки, которым болт стягивает детали, что обеспечивает удобство сборки/разборки соединяемых деталей в целом.
Выполнение глухого профилированного отверстия в виде многогранника позволяет использовать стандартный инструмент при разборке соединения, что обеспечивает удобство сборки/разборки соединяемых деталей в целом.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 - представлен продольный разрез болта и виды на него справа и слева.
На фиг. 2 - представлен увеличенный продольный разрез болта после сборки деталей.
Болт для соединения деталей содержит цилиндрический стержень 1 с резьбой 2, отрывную головку 3, основную головку 4 с кольцевой проточкой 5 под покрытие, в частном случае реализации антикоррозийного, например, лака, промежуточный элемент 6 в виде усеченного конуса, меньший диаметр которого расположен внутри кольцевой проточки 5. Промежуточный элемент 6 соединяет отрывную головку 3 с основной головкой 4. Кольцевая проточка 5 выполнена на основной головке 4 со стороны отрывной головки 3. На торце стержня выполнено глухое отверстие 7 (фиг. 1). При этом глубина кольцевой проточки 5 должна быть не меньше, чем толщина наносимого покрытия после соединения деталей. В частном случае реализации основная головка 4 выполнена в виде потайной головки, усеченного конуса. В частном случае реализации основная головка 3 выполнена в виде классической шестигранной. В частном случае реализации глухое отверстие 7 выполнено под классический шестигранник.
При соединении деталей, например, панелей обшивки корпуса самолета или самолетной детали с двигательной, болт вворачивают в ответную часть до тех пор, пока не произойдет разрушение промежуточного элемента 6 (фиг. 2). При этом на промежуточный элемент 6 в качестве нагрузки действует момент затяжки разрушения, а на цилиндрический стержень 1 с резьбой 2 действуют растягивающее усилие, вызванное стягиванием деталей болтом, и скручивающий момент, вызванный трением на контактирующей с деталью поверхности основной головки 4. За счет своей формы резьба 2 является концентратором напряжений, которые возникают во впадинах, то есть на внутреннем диаметре резьбы 2. Поэтому, исходя из требуемого усилия затяжки, болт выбирают с минимальным диаметром промежуточного элемента 6 меньшим на 4/5 минимального диаметра резьбы 2. Что гарантированно приводит к разрушению болта при сборке по минимальному диаметру промежуточного элемента 6 даже с учетом отклонений окончательных размеров изготовленного болта от номинальных. Слом болта находится внутри кольцевой проточки 5. В случае выпирания поверхности слома из кольцевой проточки 5 проводят доработку данной поверхности до тех пор, пока она не опуститься в кольцевую проточку 5. После чего наносят покрытие, предварительно заполнив кольцевую проточку 5 материалом покрытия или другим материалом, например, материалом грунтовки, наносимой перед нанесением покрытия. Чтобы после нанесения покрытия не было его выпирания, требуется доработанную поверхность слома болта иметь на глубине в кольцевой проточке 5 меньше, чем толщина покрытия, относительно наружной поверхности детали. Все эти мероприятия обеспечивают гладкость поверхности собранных деталей в месте установки болта после нанесения покрытия.
В процессе работы болт удерживает соединенные им детали, скрепляя их между собой за счет усилия затяжки и своих прочностных свойств.
В целом задание определенных значений размеров и форм для характерных элементов болта обеспечивает удобство сборки/разборки соединяемых деталей, а при условии последующего нанесения на них покрытия, позволяет обеспечить требуемые характеристики их наружных поверхностей.