Стопорение резьбовых соединений

Все метрические однозаходные резьбы самотормозящиеся, однако при вибрации требуют стопорения от самопроизвольного ослабления затяжки и отвинчивания.

Все многообразие стопорных устройств основано на трех принципах:

- дополнительном трении: контргайки, разрезные гайки, шайбы пружинные, вставки, краски, лаки и др.

- запирающих устройствах: шплинты, шплинтовальная проволока и др.

- жестком соединении: керны, точечная приварка и др.

 

Классы прочности, материалы

Механические свойства материалов болтов, винтов и гаек стандартизованы. Введены классы прочности, которые обозначаются двумя цифрами, например, для болтов – 4.6. Это значит, что минимальный предел прочности , а Класс прочности гаек обозначается одной цифрой, например, 4. Это значит, что напряжение от испытательной нагрузки

Конструкции стопорных устройств и классы прочности приведены в ГОСТ на сортамент резьбовых изделий.

 

Распределение осевой нагрузки по виткам резьбы

Распределение сил между витками резьбы – неравномерное из-за растяжения винта и сжатия гайки, особенно у первого от опоры винта гайки. Экспериментальный пример Н.Е. Жуковского показан на рис.74.

Первый наиболее нагруженный виток резьбы передает 34% нагрузки, а 10-й менее 1% общей силы приложения. Для более равномерного распределения нагрузки применяются более податливые гайки из титановых, алюминиевых и других сплавов или синтетических материалов и гайки специальной висящей конструкции или болты, изготовленные с повышенной податливостью стержней[1].

Рис.74

 

Причины разрушений и принцип расчета элементов резьбового соединения.

Рис.75

1.Разрыв стержня по ослабленному сечению при действии на болт осевой силы без предварительной затяжки (рис.75).

. (10.1)

2.Смятие резьбы , (10.2)

где z=H/S – число витков на высоте гайки, K_т – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по виткам резьбы. K_т принимается 0, 7…0, 8 для крупных шагов и 0, 6…0, 7 для мелких шагов.

3.Срез резьбы при одинаковой прочности винта и гайки

где .

4)Срез головки болта

При стандартизации элементов резьбового соединения высоту гайки H и головки болта h (рис.75) подбирают из расчета, чтобы прочность соединения ограничивалась разрывом стержня болта по расчетному диаметру

, который является единственным расчетным элементом резьбового соединения, работающим на разрыв. Обычно

.

Из этих соображений принимают глубину заворачивания винтов и шпилек в резьбовых соединениях. В стальные детали глубина заворачивания равна d, чугунные – 1, 5d, в алюминиевые сплавы – до (2, 5…3)d.

В передачах винт-гайка при большой длине гайки резьбу изготавливают с большей точностью, шлифуют или калибруют.

 

Расчет болтового соединения, нагруженного осевой силой и крутящим моментом затяжки

Величина эквивалентного напряжения согласно энергетической теории прочности:

Мпа,

здесь:

- напряжение растяжения силой F_o, (рис.76).

- напряжение сдвига от момента трения T₁ в резьбе

, где .

Подставим формулы и в формулу для :

Рис.76.

 

Решая применительно к стандартной метрической резьбе с соотношением , получим:

(10.6)

Из этого следует, что расчет затянутого резьбового соединения без внешней нагрузки (рис.76) заключается в проверке стержня болта только на растяжение, а напряжение от кручения учитывается коэффициентом, равным 1, 3. Коэффициент запаса прочности принимается n=1, 5…2, 5.

 

Расчет болтов, нагруженных поперечной силой в плоскости стыка

Болты в соединении могут быть установлены с зазором или без зазора (рис.77).

Рис.77

а) Нагрузка с одной детали на другую передается только силами трения на стыке деталей при затяжке болта.

Условие отсутствия взаимного сдвига деталей:

или где:

К_е – коэффициент запаса по сдвигу, К_е =1, 2…1, 4.

Отсюда сила затяжки:

где – коэффициент трения на плоскости стыка.

Диаметр болта при :

(10.7)

Для повышения надежности соединений с болтами, поставленными с зазором, используют дополнительные разгрузочные устройства в виде шпонок, втулок, штифтов (рис.77а, б).

б) Болт установлен без зазора.

Внешняя сила передается стержнем болта, работающим на срез по опасному сечению (рис.78).

Рис.78

Влияние сил трения на стыке не учитывается:

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Биологическая роль комплексных соединений
2. Восстановление резьбовых поверхностей спиральными вставками
3. Для сварных соединений при ручной сварке, МПа
4. Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений
5. Допуски и посадки шлицевых эвольвентных соединений
6. Занятие №12 Тема: «Классификация, номенклатура, изомерия органических соединений. Взаимное влияние атомов. Сопряжение. Ароматичность. Реакционная способность углеводородов».
7. Изомерия органических соединений
8. Какая периодичность осмотров контактных соединений короткой сети токопровода дуговой электропечи установлена Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей?
9. Классификация органических соединений
10. Классификация сварных соединений и швов
11. КРЕПЕЖНЫЕ ДЕТАЛИ В РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
12. НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ГЛАДКИХ СОЕДИНЕНИЙ