Интересно

На форуме




Расчет резьбовых соединений - 01
18.12.10 06:29

При проектировании резьбовых соединений обычно рассчитываются на прочность только стержни с резьбой (т. е. болты, шпильки) а гайки рассчитываются только нестандартные. В зависимости от задания расчет болта может быть проектным или проверочным. Рассмотрим основные случаи расчета болта под действием внешних сил.

Болт нагружен осевой силой (фиг. 265, а).

Фиг.265. Болт нагруженный.

 

При незатянутой гайке такой болт работает только на растяжение. Расчет болта на растяжение ведется по его наименьшему сечению, соответствующему внутреннему диаметру резьбы d1. Основное расчетное уравнение болта

P = ?d12 [?]p /4  кг,


где Р — внешнее усилие, растягивающее болт, в кг;
d1 — внутренний диаметр болта в см;
[?]p — допускаемое напряжение на растяжение в кг/см2.

Из этой формулы при проектном расчете определяется d1

d1 = ?(4Р / ?[?]p) см,

а при проверочном расчете определяется фактическое напряжение [?]p, которое не должно быть больше допускаемого [?]p (табл. 164),

[?]p = 4P / ?d12 ? [?]p кг/см2.

Таблица 164. Допускаемые напряжения для болтов кг/см2.

Болт нагружен только усилием затяжки. Если при помощи болта осуществляется плотное соединение двух (или нескольких) деталей, то гайка болта должна быть затянута до отказа. В этом случае стержень болта, кроме растяжения силой затяжки Рзат работает еще и на кручение от момента Мр, где

Мр = Рзат tg(? + ?) dcp/2 ? 0,25 Рзат dcp/2

В этом случае болт должен быть рассчитан на сложное сопротивление от растяжения и кручения. Фактическое напряжение от растяжения будет

?p = 4Рзат / ?d12 кг/см2,

а от кручения

?кр = Мр / 0,2d13 кг/см2.

Тогда приведенное напряжение от суммарного действия растяжения и кручения будет равно

?пр = ?(?р2 + 3?2 ) ? 1,3*4Рзат / ?d12 ? [?]p кг/см2.

Откуда расчетное уравнение болта будет

1,3Рзат = ?d12 * [?]p / 4   кг.

Таким образом, болты с сильно затянутыми гайками рассчитываются на растяжение по условной расчетной нагрузке, равной 1,3Рзат. Для определения Рзат необходимо знать крутящий момент в резьбе Мр ? 0,ЗМкл, где Мкл — момент на рукоятке ключа. Этот момент равен

Мкл = SL кг/см,

где S — усилие рабочего в кг. Для небольших диаметров болтов (до М16) применяются короткие ключи, которые рабочий вращает одной рукой. В этом случае можно считать S ? 30 кг. Для больших диаметров болтов ключи берутся более длинные, их вращают двумя руками; можно принимать S = 50 кг. Длина L рукоятки ключа принимается от 10 до 15 d.