Случай 3 Болт нагружен силами, сдвигающими детали в стык
Рис 2.12
Условие работоспособности соединения – отсутствие сдвига в стыке.
|
где
-
коэффициент трения,
-
число поверхностей стыка.
|
где
- коэффициент запаса сцепления, который
учитывает, что трение не стабильная
величина (1,25 - 1,4),
-
внешняя сила (на болт не передается,
поэтому расчет ведется по
.
Затем определяется диаметр болта.
|
Случай 4 Болт поставлен без зазора
Рис 2.12
Соединение рассчитывают аналогично расчету штифта, поставленного по напряженной посадке.
|
В случае постановки болта с зазором соединение получается более материалоемко (более чем в 3 раза), но технологичнее и дешевле, чем соединение с натягом.
Случай 5. Болт затянут, внешняя нагрузка раскрывает стык деталей
Рис 2.13
Усилие затяжки
определяется, исходя из обеспечения
герметичности соединения при приложении
давления
.
Задача решается
с учетом совместности деформаций, т.е.
деформация болта под действием давления
равна деформации деталей под действием
этого же давления:
Величина, дополнительно действующая на болт
|
где
-
площадь крышки,
-
число болтов.
При этом:
|
где
-
податливость болта (деформация от
единичной нагрузки [мм/Н]);
-
коэффициент внешней нагрузки, учитывающий,
что только часть нагрузки действует на
болт, а остальная часть разгружает стык.
Для стальных и чугунных деталей
.
Тогда:
|
приравняем:
|
определяются
экспериментально и теоретически.
Расчет резьбового соединения выполняется по формуле:
|
Где коэффициент 1,3 учитывает совместное действие растяжения и кручения.
Способы стопорения резьбовых соединений.
Все крепежные
резьбы удовлетворяют условию
самоторможения,
Основные принципы стопорения:
1. Дополнительное трение в резьбе при помощи контргаек, пружинных шайб и т.п.
Рис 2.14
При стопорении контргайкой (рис 2.14 а) дополнительное трение в резьбе возникает за счет упругих сил растянутого участка болта между гайками.
Пружинные шайбы (рис 2.14 б) представляют один виток цилиндрической винтовой пружины с квадратным сечением и заостренными краями. Вследствие большой упругости они поддерживают натяг в резьбе. Острые края шайбы, врезаясь в торцы гайки и детали, препятствуют самоотвинчиванию гайки.
2. Фиксирующими деталями, т.е. шплинтами.
Рис 2.15
3. Приваркой
Рис 2.16
4. Стопорными шайбами и лапами
Рис 2.17
Материалы резьбовых соединений и допускаемые напряжения
При выборе материалов учитывают характер нагрузки (статическая или циклическая), условия эксплуатации (среда, температура), а также объем изготовления (серийное, единичное). Стандартные крепежные элементы изготавливают из углеродистых сталей обычного качества и из высококачественной стали.
Для ответственных конструкций изготавливают детали из легированных сталей ЗОХГСА.
Величина допускаемых напряжений зависит от точности расчетных формул, характера нагрузки и особенно от качества монтажа (контролируемая или неконтролируемая затяжка).