Болт испытывает растяжение и кручение, обусловленные затяжкой.

Крутящий момент, возникающий в опасном поперечном сечении болта, равен моменту Т в резьбе, определяемому по формуле

Лишь для установочных винтов при определении момента, скручивающего стержни, следует учитывать момент силы трения на торце. Эквивалентное напряжение в болте, в опасном поперечном сечении которого возникают продольная сила, равная усилию F затяжки, и крутящий момент T, равный моменту в резьбе, определим по гипотезе энергии формоизменения:

 

где σ_ekv - эквивалентное (приведенное) напряжение для опасной точки болта;
σ_p — напряжение растяжения в поперечном сечении болта;
τ_k — наибольшее напряжение кручения, возникающее в точках контура поперечного сечения болта.

Подставим в формулу значение крутящего момента из формулы

и вынесем множитель

из-под корня. Получим

 

Принимая для стандартных стальных болтов с метрической резьбой ψ=2°30', d₂/d₁=1,2 и f=0,15 чему соответствует ψ=8°40', окончательно получим σ_ekv≈1,3σ_p

Следовательно, болт, работающий одновременно на растяжение и кручение, можно рассчитывать только на растяжение по допускаемому напряжению на растяжение, уменьшенному в 1,3 раза, или по расчетной силе, увеличенной по сравнению с силой, растягивающей болт, в 1,3 раза. Таким образом, проектный расчет болта в этом случае рекомендуется производить по формуле

или

Предварительно затянутый болт дополнительно нагружен внешней осевой растягивающей силой; последующая затяжка болта отсутствует или возможна.

Этот вид нагружения самый распространенный, так как для большинства резьбовых соединений требуется предварительная затяжка болтов, обеспечивающая плотность соединения и отсутствие взаимных смещений деталей стыка, нарушающих работу соединения. К болтам этой категории относятся фланцевые, фундаментные и т. п.

После предварительной затяжки болта силой F₃ болт растягивается, а детали стыка сжимаются. При действии на болтовое соединение внешней сипы F (рис. 3) только часть ее χF дополнительно нагружает болт, а остальная часть (1—χ)F идет на частичную разгрузку деталей стыка от сжатия (рис. 4). Коэффициент χ учитывающий долю внешней нагрузки F, приходящуюся на болт, называется коэффициентом внешней (основной) нагрузки.

Так как задача о распределении силы F между болтом и стыком статически неопределима, то она решается с помощью условия совместности деформаций. При действии на соединение внешней силы F до раскрытия стыка сжатие соединяемых болтом деталей уменьшается на столько, на сколько болт растягивается, т. е.

где λ_d — коэффициент податливости соединяемых болтом деталей;
λ_b — коэффициент податливости болта, т. е. удлинение болта при растя жении под действием силы в 1 Н. Из уравнения следует, что коэффициент внешней нагрузки

Коэффициент податливости болта

где l — длина деформируемой части стержня болта, принимаемая равной толщине сжимаемых болтом соединяемых деталей;
А — площадь поперечного сечения стержня болта (для ступенчатого стержня — средняя приведенная площадь сечения);
Е - модуль упругости материала болта.

10. Расчет на прочность резьбового соединения, работающего на сдвиг.

11. Материалы, классы точности, обозначения резьбовых деталей. Равнопрочность стандартного крепежа.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: