Задача 6.3. Проектування фрикційного стику на високоміцних болтах

 

Визначити необхідну кількість високоміцних болтів у фрикційному стику двох смуг зі сталі класу С275 перерізом мм із двосторонніми накладками такого ж перерізу при дії статичного навантаження (рис. 11). Болти виконані зі сталі "селект", діаметром , різниця діаметрів болтів і отвору – . Спосіб обробки контактних поверхонь з’єднуваних елементів – газополум’яневий без консервації, натяг болтів контролюється за моментом закручування при навантаженні. Коефіцієнт надійності за призначенням , коефіцієнт умов роботи конструкції . Виконати ескіз стику з розміщенням болтів.

 

Розв’язання

1. За табл. Д.7 [1] (табл. А.16) визначаємо характеристичний опір на розтяг високоміцного болта діаметром : . Розрахунковий опір за формулою (7.3) [1] дорівнює:

.

2. За табл. Д.8 [1] (табл. А.17) визначаємо площу перерізу "нетто": .

3. За табл. 16.5 [1] (табл. А.18) для газополум’яневого способу обробки контактних поверхонь без консервації визначаємо коефіцієнт тертя: ; і коефіцієнт надійності болтового з’єднання: .

4. Обчислюємо несучу здатність одного болта при одній площині тертя за формулою (16.17) [1]:

.

5. Задаємося значенням коефіцієнта умов роботи з’єднання згідно з пунктом 16.3.4 [1] і за формулою (16.18) визначаємо необхідну кількість болтів при двох площинах тертя ():

.

Приймаємо 4 болти і перевіряємо значення коефіцієнта . Відповідно до пункту 16.3.4 [1] коефіцієнт приймається рівним:

при ; при 5≤ ; при .

6. Повторюємо розрахунок за формулою (16.18) з уточненим значенням коефіцієнта (при ):

.

Остаточно приймаємо 4 болти, що не відрізняється від результату розрахунку в пункті 5.

7. Розміщення болтів у стику проводиться відповідно до вимог табл. 16.3 [1] (табл. А.12), враховуючи, що для сталі С 275 . За умовою задачі діаметр отвору під болт дорівнює . Відстань між центрами отворів ; відстань від центра отвору до краю елемента вздовж зусилля , те саме поперек зусилля . При , , .

Можлива кількість болтів в одному ряду при ширині з’єднуваного елемента дорівнює:

,

тобто 5 болтів в одному ряду. Приймаємо розміщення всіх чотирьох болтів в один ряд, що зменшує довжину накладок, і призначаємо всі розміри стику відповідно до обчислювальних значень , і (рис. 11).

 

Рис. 11. Ескіз розміщення болтів у стику