Сейчас читают




Расчет резьбовых соединений - 02
18.12.10 06:30

Болт нагружен поперечной силой (фиг. 265, б).
Болт типа I вставляется в отверстие с зазором и под действием поперечной силы Р будет изгибаться. Для того чтобы изгиба не произошло, необходимо либо уничтожить проскальзывание деталей относительно друг друга, сильно затянув гайку, либо вообще разгрузить болт от поперечных усилий. Чтобы детали не проскальзывали друг по другу, нужно сжать их с такой силой N, которая создает силу трения, примерно равную поперечной силе Р. Возможное изменение коэффициента трения учитывается коэффициентом запаса. Коэффициент запаса обычно берется равным 1,2:

fN = 1,2P, откуда N = 1,2P/f

Расчет болта в данном случае будет производиться на растяжение силой, равной 1,3N:

1,3N = ?d12 * [?]p / 4   кг.

Болт может быть разгружен от действия поперечной силы с помощью специальных приспособлений: шпонок, штифтов или втулок (фиг. 266 слева направо).

Фиг.266. Разгрузка болта от действия поперечной силы

В данном случае расчет сводится к расчету на срез этих разгрузочных приспособлений.

Болт типа II (фиг. 260, б) вставляется в отверстие с натягом, поэтому стержень такого болта рассчитывается на срез поперечной силой Р. Расчетное уравнение болта будет

Р = ?d22 * [?]ср / 4   кг,

где d2 — диаметр утолщенной части болта в см;
[?]ср — допускаемое напряжение на срез, которое принимается равным (0,2-0,3)?Т, где ?Т — предел текучести материала болта. Резьбовая часть болта проверяется по усилию затяжки Рзат.

Болт нагружен усилием затяжки и рабочей нагрузкой (фиг. 267).

Фиг.267. Болт, нагруженный усилием затяжки и осевой силой.

В большинстве случаев болты ставят в соединениях с предварительной затяжкой Рзат. Затяжка особенно необходима в плотных герметических соединениях (крепление крышек цилиндров паровых машин, соединение фланцев трубопроводов и т. д.). Если в соединении имеется упругая прокладка, то при затяжке гайки прокладка сжимается. Когда в таком затянутом стыке начнет действовать внешняя сила (давление газа), то она вызовет дополнительное растяжение болта. При этом прокладка несколько освободится и будет воздействовать на болт с меньшей силой, поэтому общая сила, растягивающая болт, будет меньше, чем сумма силы затяжки и внешней силы.

Если принять с запасом силу затяжки Рзат равной внешней растягивающей силе Q, то расчетная нагрузка болта будет равна

Р = Q(1 + ?) кг,

где ? — коэффициент упругости стыка. Практически для материала прокладки можно принимать: для резины ? = 0,75, для картона или асбеста ? = 0,55, для мягкой меди ? = 0,35, для латуни ? = 0,2, без прокладки ? = 1.

Болт нагружен эксцентричной силой.

Фиг.268. Болт, нагруженный эксцентричной силой.

Такой случай возможен либо при несимметричной головке болта (фиг. 268), либо тогда, когда болт поставлен с перекосом из-за неровной или плохо обработанной поверхности детали. В этом случае болт подвергается растяжению от силы Р и изгибу моментом Миз от эксцентричного приложения этой силы

Миз = Ре

где е — эксцентрицитет — расстояние от линии действия силы Р до оси болта. Суммарное напряжение от растяжения и изгиба

? = ?р + ?и =\frac{4P}{\pi*d_1^2}(1+\frac{8e}{d_1})? [?]p / 1,3  кг/см2.

откуда расчетное уравнение болта будет

1,3P = ?d12 [?]p / 4 кг

Если принять е = d1/2, то ? = 5?p, а если е = d1 то ? = 9?p. Из этого примера видно, что эксцентрично приложенная нагрузка резко увеличивает фактическое напряжение в болте, поэтому не рекомендуется без особой необходимости делать головки болтов несимметричными. Кроме того, необходимо следить за чистотой обработки поверхностей детали под опорные поверхности болта и гайки и за перпендикулярностыю этих поверхностей к оси отверстия.