A LOOPHOLE

Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 652

В настоящей работе изучается болтовое соединение, нагруженное силой, сдвигающей детали в стыке. Болт установлен в отверстие с зазором Δ (рис. 1) и подвергается предварительной затяжке, в результате которой между деталями возникают силы трения, препятствующие сдвигу деталей (раскрытию стыка).

Момент завинчивания гайки, который нужно приложить к ключу:

где Т_р – момент сил трения в резьбе;

T_т– момент сил трения на опорном торце гайки.

В развернутом виде (1)

где f_т – коэффициент трения на торце гайки. Для условий опыта (сравнительно гладкие поверхности торца гайки и детали при наличии следов смазки) можно принять f_т = 0,2;

β – угол подъема винтовой линии на среднем диаметре, определяемый по уравнению

,

Здесь р и d₂соответственно шаг и средний диаметр резьбы, для опыта принимаемые из табл. 1.

Рисунок 1 – Схема испытуемого приспособления

Таблица 1 - Геометрические параметры резьбы (ГОСТ 24705-81)

Средний диаметр опорной кольцевой площадки

.

Здесь D₁ – наружный диаметр опорного торца гайки, равный размерузева ключа;

d– диаметр отверстия под болт (рис. 1). D₁и dследует получить непосредственным измерением.

Приведенный коэффициент трения в резьбе

где f_р- действительный коэффициент трения в резьбе. Для условий опыта принять f_р=0,15. Угол профиля метрической резьбы α = 60° . Приведенный угол трения φ₁ = arctgf₁ .

Наименьшая сила затяжки определяется по уравнению

(2)

где F_r– сдвигающая сила (см. рис. 1);

f₀ – коэффициент трения между соединяемыми деталями; его можно принять (0,25…0,3) при шероховатости поверхностей Ra= 12,5 без следов смазки;

i– число стыков (поверхностей трения).

Сопоставляя уравнения (1) и (2), получим

, (3)

или иначе

Где - постоянная величина для заданных условий опыта.

Таким образом, F_r = f(T_зав) является линейной зависимостью.

На величину момента завинчивания T_завсущественное влияние оказывают коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки. Эти коэффициенты зависят от материала трущихся поверхностей и их шероховатости, наличия смазки и загрязнений и т.д. Поэтому теоретическое значение T_завне всегда отвечает его действительной величине, определяемой экспериментальным путем.

В практике знание величины T_завчасто необходимо, например, для проектирования и настройки динамометрических ключей.

Для предотвращения остаточных деформаций, которые могут возникнуть в стержне болта, необходимо ограничить силу затяжки. Эта сила определяется исходя из условия прочности стержня болта на одновременное растяжение и скручивание по уравнению

. (4)

Для болта, изготовленного из стали Ст 3, принимаем σ_т=220 МПа,коэффициент безопасности n=2 и

1,3 – коэффициент, учитывающий скручивание тела болта.

Тогда допускаемое напряжение

МПа. (5)

Для болта М16 d₃ = 14,160 мм (см. табл. 1):

Н. (6)

Этому значению [F_зат]отвечает максимально допустимый момент завинчивания, определяемый по уравнению (1).

Экспериментальное значение силы F_r определяется по показаниям прибора испытательной машины.